典型机封工作原理 带图解
机械密封结构原理及失效分析
机械密封结构原理及失效分析1 机械密封的基本原理机械密封依靠弹性元件提供弹力，克服补偿环辅助密封圈与轴之间的摩擦力，使补偿环紧密地贴合在非补偿环的端面，形成密封端面初始闭合力，当主机充满压力介质并开始工作时，可使密封端面产生闭合力，从而使密封端面达到合理的比压，实现流体的密封。
2机械密封的基本结构由补偿环、补偿环辅助密封圈、弹性元件、传动件、弹簧座、紧固件等组成的补偿组件，以及由非补偿环、非补偿静环辅助密封圈等组成的非补偿组件，共同组成一套完整的机械密封。
1）典型的旋转式（见图1）和静止式（见图）2）机械密封基本结构构成典型的旋转式机械密封的基本元件有：摩擦副（补偿环4、非补偿环3）、辅助密封圈（O形圈2、5）、传动件（推环6）、弹性元件（弹簧7）、弹簧座8、紧固件（紧定螺钉9）、防转销1及密封端盖11和密封腔10组成。
图1 机械密封基本结构（旋转式）1-防转销2-非补偿环辅助密封圈3—非补偿环（静环）4—补偿环（动环） 5-补偿环辅助密封圈6-传动件7-弹簧8—弹簧座 9—紧定螺钉10—密封腔11—密封端盖图2 机械密封基本结构（静止式）1-弹簧座2-防转套3-弹簧4-推环5-补偿环辅助密封圈6-补偿环（静环） 7—卡环8—非补偿环（动环）9—非补偿环辅助密封圈10—密封腔11—密封端盖12—密封压盖2）机械密封主要泄漏途径当密封腔内充满有压的被密封介质时，由图1所示机械密封的泄漏点主要有4处：泄漏点1：密封摩擦副端面处，称为主密封，是决定密封性能及寿命的关键密封点，据统计大约有80%以上的密封泄漏都是由此造成的。
泄漏点2：位于密封静环与压盖之间。
泄漏点3：位于密封动环与轴（或轴套）之间，称为机械密封的辅助密封，主要形式有：O形圈、V 形圈、矩形圈等。
工作时辅助密封基本无相对运动，属相对静止的密封，但动环辅助密封圈对机械密封的追随性起着关键作用。
泄漏点4：位于密封腔与压盖之间的静密封，狭义讲不属于机械密封零件，主要形式有：O形圈、垫片等。
机械密封课件 (机泵机械密封原理)
2.可在密封厂家进行 静压、运转试验
DEPARTMENT
NAME
定位快
轴套
压盖
© EagleBurgmann 2010
机械密封分类
双端面机械密封
两套密封面对面或背对背安装在一起。
用于工作介质有毒、易燃、易爆、易挥发、易结晶、高温、低温， 或气体、高真空度等场合。
两套密封之间形成一个密封腔，在密封腔中引入封液：堵封、润 滑、冷却，选洁净、润滑性好的封液介质。
（2）单弹簧：（又叫大弹簧，轴向尺寸大，轴向弹力不 均匀）不宜用于高转速的场合。
DEPARTMENT
NAME
© EagleBurgmann 2010
机械密封分类
集装式机械密封 1.将机械密封、轴套 、压盖组合成一个整 体。安装时只需固定 压盖、轴套，取下定 位块即可。安装方便 ，排除了安装不良的 影响。
DEPARTMENT
NAME
© EagleBurgmann 2010
14方案
DEPARTMENT
NAME
预防性维护
• 使用直径至少为0.125英寸（3 毫米）的节流孔板。
• 计算流速来决定节流孔板的尺 寸以满足密封腔流动。
• 通过适当的节流孔板和喉部衬 套的尺寸来增加气化余量。
• 冲洗应当引至密封端面。 • 在起动立式泵之前对管道回路
应用场合
• 适当温度的大腔或喉部敞开式 密封腔。
• 清洁的液体。
• 使用干运转密封的顶入式混合 器或搅拌器。
DEPARTMENT
NAME
© EagleBurgmann 2010
02方案
预防性维护
• 工艺介质必须距离沸点有足够 的余量以避免气化。
• 高温工况密封腔夹套或需要不 间断冷却。
机械密封课件
机械密封课件机械密封课件机械密封是工业生产中常见的一种密封方式，广泛应用于各种设备和机械装置中。
本文将介绍机械密封的原理、类型、应用和维护保养等方面的内容，帮助读者更好地了解和使用机械密封。
一、机械密封的原理机械密封是利用机械装置实现密封效果的一种方式。
它通过在密封面上施加一定的力，使密封面之间产生摩擦，从而达到密封的目的。
机械密封的原理可以简单概括为以下几点：1. 密封面的接触机械密封通过两个接触面之间的摩擦来实现密封效果。
这两个接触面通常是由硬质材料制成，如陶瓷、碳化硅等。
在正常工作状态下，这两个接触面之间会产生一定的压力，从而形成一个密封的界面。
2. 密封面的运动机械密封的密封面通常是旋转的，这样可以减少摩擦力和磨损。
密封面的运动方式有很多种，例如旋转密封、往复密封等。
不同的应用场景需要选择不同的密封方式。
3. 密封介质的选择机械密封的密封介质可以是气体、液体或固体。
不同的密封介质对机械密封的选择和设计有一定的影响。
例如，在高温、高压等特殊环境下，需要选择耐高温、耐腐蚀的材料来制作密封件。
二、机械密封的类型机械密封根据其结构和应用场景的不同，可以分为多种类型。
下面介绍几种常见的机械密封类型：1. 单端面机械密封单端面机械密封是一种常见的机械密封形式，它只有一个密封面，通常用于轴向密封。
单端面机械密封结构简单，安装方便，适用于一些低速、低压的场合。
2. 双端面机械密封双端面机械密封是一种常用的机械密封形式，它有两个密封面，通常用于旋转轴的密封。
双端面机械密封能够更好地防止泄漏，适用于高速、高温、高压等恶劣工况。
3. 波纹管机械密封波纹管机械密封是一种特殊的机械密封形式，它采用波纹管作为密封元件，具有较好的弹性和适应性。
波纹管机械密封适用于一些需要较大位移和变形的场合，如高速旋转机械。
三、机械密封的应用机械密封广泛应用于各种设备和机械装置中，如泵、压缩机、搅拌机、离心机等。
机械密封在工业生产中起到了重要的作用，它能够有效地防止泄漏，提高设备的可靠性和安全性。
机械密封结构.pptx
比较
泄漏量 摩擦功率损失
轴磨损 维护及寿命
高参数
加工及安装
对材料要求
软填料密封
机械密封
180～450械密封为软填料密封的10～50％
有磨损，用久后要更换
几乎无磨损
要经常维护，更换填料，个别情况 每班换一次
寿命很长，很少需要维修
高压、高温、高真空、高转速、大 直径密封不能解决
第三章 机械密封
1
第一节 机械密封原理和基本结构型式
一、密封原理和特点
1.结构
（1）组成
1
2 3 4
9
87
65
1-静环座 2-动环辅助密封圈 3-静环辅助密封圈
4-防转销 5-静环 6-动环 7-弹簧 8-弹簧座
9-紧定螺钉
2
（2）固定
1
2
3 4
9
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65
1-静环座 2-动环辅助密封圈 3-静环辅助密封圈 4-防转销 5-静环 6-动环 7-弹簧 8-弹簧座 9-紧定螺钉
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配对方法： 当介质粘度小，润滑性差时，采用金属配各种非金 属（因为大多数非金属材料都有自润滑作用）；当 介质粘度较大时，采用金属与金属配对。
加工精度 由于摩擦副的端面要起密封作用，并且摩擦环要相 互滑动摩擦，故端面的加工精度影响着密封的效果 和使用寿命。因此，JB4127-85《机械密封技术条 件规定较高。
➢ 紧定螺钉把弹簧固定在轴上 ➢ 静环的周向固定：静环上开槽，
然后通过防转销与静环座固定。 而静环座又与设备联在一起。
3
2.密封原理
1
2
3 4
9
87
65
1-静环座 2-动环辅助密封圈 3-静环辅助密封圈 4-防转销 5-静环 6-动环 7-弹簧 8-弹簧座 9-紧定螺钉
机械密封PPT课件
湖北华电电力工程有限公司 -----赵胜华
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CHENLI
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目录
• 一、机封原理 • 二、机封结构 • 三、机封特点 • 四、机封分类 • 五、密封材料 • 六、机封安装 • 七、失效分析 • 八、机封维护 • 九、机封检修 • 十、检修案例
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一、机械密封的工作原理
以达到很少泄漏量，
甚至肉眼看不到泄露。
与填料、迷宫、浮环、
螺旋等密封相比，泄
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漏量小得多。
CHENLI
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三、机封特点
• 使用寿命长。在机
械密封中，只要磨损部分 是密封摩擦副端面。一般 可以连续使用1～2年，个 别场合下也有用到5～10 年。日本甚至规定最低使 用一年。
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三、机封特点
功率损耗小。由于机械密封的端面接触面 积小，摩擦功率损耗小，仅为填料密封 的20％～30％
轴或轴套表面不易磨损。由于机械密封与 轴或轴套的接触部位几乎没有相对运动 ，因此对轴或轴套的损伤很小。
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三、机封特点
结构较复杂；
装配较难，更 换不便；
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二、机封结构
• 传动件（如传
动销、传动螺
钉和传动突
耳）：作用是
将轴的转矩传
给动环。材料
要求耐磨和耐
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腐蚀。 CHENLI
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二、机封结构
• 防转件：它起到防止静环 转动和脱出的作用。要求有 足够的长度，防止静环在负 压下脱出，并要求正确定位， 防止静环随动环旋转。
机械密封知识
5、单弹簧与多弹簧
单弹簧又称大弹簧，即是在密封装置中仅有一个弹簧与轴同 中心安装。 多弹簧又称小弹簧，即是在密封装置中有数个弹簧沿圆周均 匀分布。 一般说负荷较轻而且大量生产的密封采用单弹簧为佳，小量 生产且在严格的条件下使用时，则都采用多弹簧。
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6、单端面、双端面和多端面
按摩擦面对数分为单端面、 双端面和多端面。
3
机械密封一般有四个密封处： A、动环与静环之间的密封——动密封 B、动环与轴或轴套之间的密封——相对静密封 C、静环与静环座之间的密封——静密封 D、静环座（压盖）与设备之间的密封——静密封
D BA
1
2
3C
4
9
87
65
1-静环座 2-动环辅助密封圈 3-静环辅助密封圈 4-防转销 5-静环 6-动环 7-弹簧 8-弹簧座 9-紧定螺钉
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第三节 冷却、冲洗与安装、使用
一、密封环端面发热
机械密封的摩擦副就是动环和静环，其端面贴紧 且一个静止，一个旋转，它们之间存在相对运动， 所以会产生摩擦和磨损，同时会伴有热量的产生。 如果摩擦产生的热量越多，密封的工作PV值就越 大。当然摩擦热除与PV值有关外，还与摩擦系数 及端面面积有关。 假设端面比压是均布的，则摩擦热
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d22 db2
d22
d A2 1
K
Ae A
AP
A
其中K：=A0 e——流体介质作用的有效载荷面积 K 1
A——接触面积（密封环带面积）
K——载荷系数，动环的轴向受压面积与端面接触面积
之比。
d1、d2——密封环带内、外径
db——A平P 衡直径（介质压力在补偿环辅助密封处的有效
作用直径）
机械密封ppt课件
作票退出检修。工作票安措布置完毕余压泄尽之后，依次拆
下轴承，机封等，解体检查发现轴承保持架松脱，机封动静
环结合面有磨损，更换一件新机封（LTJ—100），更换两
件新轴承（7319BECBM），调整非驱动端轴承外圆膨胀间
隙合格，押票试运启泵后非驱动端机封漏水大，重新布置安
措后拆下机封发现静环破损，更换一套新机封后按要求回装，
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七、机封失效形式
4.机械密封振动偏大。机械密封振动偏大， 最终导致失去密封效果。但机械密封振动 偏大的原因往往不仅仅是机械密封本身的 原因，泵的其它零部件也是产生振动的根 源，如泵轴设计不合理、加工的原因、轴 承精度不够、联轴器的平行度差、径向力 大等原因。
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八、机械密封维护
• （1）在没有介质通过时禁止启动设备。避 免端面干摩。
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七、机封失效形式
1.静压试验时泄漏。机械密封在安装时由于 不细心，往往会使密封端面被碰伤、变形、 损坏，清理不净、夹有颗粒状杂质，或是 由于定位螺钉松动、压盖没有压紧，机器、 设备精度不够，使密封面没有完全贴合， 都会造成介质泄漏。如果是轴套漏，则是 轴套密封圈装配时未被压紧或压缩量不够 或损坏。
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十、机械密封检修案例
2、#1月19日22:50检修完毕试运，机封漏水，退
泵后更换新机封试运仍然漏水，从两次机封损坏
的情况看出，破损的位置均处于静环最上方，第
二次更换的机封动环内圈有明显高温发黑痕迹，
破损的原因是局部接触动静环碰摩产生高温损坏
所致。#6机#1前置泵大修之后存在设备缺陷，前
置泵非驱动端轴承座垂立面进行了加工车削处理，
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七、机封失效形式
2.周期性或阵发性泄漏。机械密封的转子组件 周期性振动、轴向窜动量太大，都会造成泄漏。 机械密封的密封面要有一定的比压，这样才能 起到密封作用，这就要求机械密封的弹簧要有 一定的压缩量，给密封端面一个推力，旋转起 来使密封面产生密封所要求的比压。为了保证 这一个比压，机械密封要求泵轴不能有太大的 窜量，一般要保证在0.25mm以内。但在实际 设计当中，由于设计的不合理，往往泵轴产生 很大的窜量，对机械密封的使用是非常不利的。
机械密封基本知识
3.密封失效的具体表现形式
（1）磨损失效 a.摩擦副所用的材料耐磨性差、摩擦系数大、端面比压（包括弹簧比压）过大等,都会缩
易爆、有毒介质的密封。
缺点： （1）结构较复杂，对制造加工要求高； （2）安装与更换比较麻烦； （3）发生偶然事故时，处理比较困难；
酿造车间常用机械密封类型： MH12-50A(机械密封) MH12-50A(水冷机械密封) 糖化物料泵（并廖泵） 水冷机械密封 机械密封 日新泵 常用机械密封
QM108-25(温 球密封) 泠凝水回收泵 LCP-10/162 扩培CIP回泵
4、机械密封的优缺点： 优点： （1）密封可靠，在一个较长的使用期中，不会泄漏或很少泄漏； （2）使用寿命长，正确选择摩擦副材料和比压的机械密封可用2—5年，最长的达9年； （3）维修周期长，在正常工作的情况下，不需要维修； （4）摩擦功率消耗少； （5）轴或轴套不受磨损； （6）适用范围广，能用于低温、高温、高真空、高压、各种转速以及各种腐蚀、易燃、
一般动环的硬度比静环的硬度大。动环的材料可用铸铁、硬质合金、高合金钢等，在 有腐蚀介质的条件下可用不锈钢或不锈钢表面（端面）堆焊硬质合金、陶瓷等；静环 的材料可用铸铁、磷青铜、巴氏合金等，也常用浸渍石墨或填充聚四氟乙烯。
（2）弹簧加荷装置 作用：产生压紧力，保持动、静环端而后紧密接触，且是一个缓冲元件，可以补偿轴 的跳动及加工误差而引起的摩擦面不贴合。
MG1/40-G60(博 格曼)
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机械密封的基本结构，工作原理和常见形式
一．基本原件，结构
1．端面密封副（静、动环）
端面密封副的作用是使密封面紧密贴合，防止介质泄漏。
它要求静、动环具有良好的耐磨性，动环可以轴向灵活地移动，自动补偿密封面磨损，使之与静环良好地贴合；静环具有浮动性，起缓冲作用。
为此密封面要求有良好的加工质量，保证密封副有良好的贴合性能。
2．弹性元件（弹簧、波纹管、隔膜）
它主要起预紧、补偿和缓冲的作用，要求始终保持足够的弹性来克服辅助密封和传动件的摩擦和动环等的惯性，保证端面密封副良好的贴合和动环的追随性，材料要求耐腐蚀、耐疲劳。
3．辅助密封（& 形圈、. 形圈、/ 形圈、楔形圈和异形圈）
它主要起静环和动环的密封作用，同时也起到浮动和缓冲作用。
要求静环的密封元件能保证静环与压盖之间的密封性和静环有一定的浮动性，动环的密封元件能保证动环与轴或轴套之间的密封性和动环的浮动性。
材料要求耐热、耐寒并能与介质相容。
4．传动件（传动销、传动环、传动座、传动键、传动突耳或牙嵌式联结器）它起到将轴的转矩传给动环的作用。
材料要求耐磨和耐腐蚀。
5．紧固件（紧定螺钉、弹簧座、压盖、组装套、轴套）
它起到静、动环的定位、紧固的作用。
要求轴向定位正确，保证一定的弹簧压缩量，使密封副的密封面处于正确的位置并保持良好的贴合。
同时要求拆装方便、容易就位、能重复利用。
与辅助密封配合处，安装密封圈要有导向倒角和压弹量，应特别注意动环辅助密封件与轴套配合处要求耐磨损和耐腐蚀，有必要时与轴套配合处可采用硬面覆层。
6．防转件（防转销）
它起到防止静环转动和脱出的作用。
要求有足够的长度，防止静环在负压下脱出，并要求正确定位，防止静环随动环旋转。
材料上要求耐腐蚀，在必要时中间可加四氟乙烯套，以免损坏碳石墨静环。
二．工作原理，基本动作
机械密封是由一对或者数对动环与静环组成的平面摩擦副构成的密封装置。
依靠弹性构件和密封介质的压力在旋转的动环和静环的接触表面，产生适当的压紧力，使这两个端面紧密贴合，密封端面之间维持一层极薄的液体膜而达到密封的目的。
这层液膜具有流体动压力与静压力，起润滑和平衡压力的作用。
1.当旋转轴（或轴套）9旋转时，通过紧定螺丝10和弹簧2带动动环3
旋转。
2.防转销6固定在静止的压盖4上，防止静环7转动。
3.当密封端面磨损时，动环3连同动环密封圈8在弹簧2推动下，沿轴
向产生微小移动，达到一定的补偿能力，所以称为补偿环。
静环通常不具有补偿能力，称为非补偿环，通过不同的结构设计，补偿环可由动环承担，也可由静环承担。
由补偿环，弹性原件和副密封等机构组成的组件为补偿环组件
密封面定位情况
典型接触式集装机械密封有4个密封部位：
A. 为端面密封，也叫主密封，决定机械密封摩擦、磨损和密封性能的关键，也决定了机械密封的寿命。
机械密封的泄漏80%-95%由于密封端面密封副造成的。
要求接触面保持平行，表面粗糙度要求高Ra=0.05-0.20微米，平面度<0.9微米。
对于不同戒指，要求用合适的密封副材料组合，注意耐磨损，耐腐蚀，选用合适的几何参数，主要指面积比和宽径比，还有性能参数，指的是比压，弹簧载荷等。
B. 静环7与压盖4之间的密封，决定机械密封密封性和动环追随性的关键。
C. 动环3与旋转轴（或轴套）9过盈面之间的密封，因为能随补偿环轴向的移动并其到密封作用，所以又称副密封。
此密封面要防止因锈蚀，水垢，结焦或化学反应物料堆积而造成动环不工作。
D. 压盖4与泵壳11端面之间的密封。
应根据密封介质选用相容材料的密封垫或其他相应的配合。
B,D,C三处是静止密封，一般不易发生泄漏，A处为端面相对旋转密封，只要设计合理即可达到减少泄漏的目的
基本形式：
一．接触式和非接触式密封
接触式：密封面微凸体接触的机械密封，密封面间隙h=0.5—1微米
非接触式：封气体
二．内装式和外装式密封
内装式:静环装在压盖内侧
外装式：静环装在压盖外侧
内装式外装式
三．内流式和外流式密封
内流式：密封流体在密封端面间的泄露方向和离心力方向相反的机械密封外流式：反之为外流式
内流式外流式
四．旋转式和静止式
旋转式：弹性元件随轴旋转的机械密封称为旋转式机械密封
静止式：反之为静止式
旋转式静止式
五．平衡性和非平衡性
平衡性：面积比B<1的机械密封为平衡式机械密封
非平衡性：面积比大于等于1为非平衡式机械密封。
（载荷面积/接触面积=B）
非平衡式平衡式
六．单弹簧式和多弹簧式
单弹簧式：只有一个，集中大弹簧的机械密封
多弹簧式：有多个点布小弹簧的机械密封为多弹簧式机械密封
单弹簧式多弹簧式
七．卧式和立式
跟机械密封在所属设备的工作位置有关。
例如，如果泵是卧式的，则泵轴也是水平放置的，那么就把密封安装成卧式的，称为卧式密封。
同样，立式泵用立式密封。
在搅拌器和反应釜设备上，更常见的装置是立式的（轴顶部进料）和卧式的（轴侧位进料）。
这种设备存在第3种安装类型，即另一种立式安装（轴底部进料
八．单密封，双密封及多密封
顾名思义
九．橡胶波纹管
十．集装式机械密封。