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机械密封PPT课件 本课件PPT仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！本课件PPT仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！本课件PPT仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！本课件PPT仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！一、机械密封定义 机械密封是一种旋转机机械密封是一种旋转机械的轴封装置，又叫端械的轴封装置，又叫端面密封。面密封。定义：有至少一对垂定义：有至少一对垂直于旋转轴线的端面在直于旋转轴线的端面在流体压力和补偿机构弹流体压力和补偿机构弹力的作用以及辅助密封力的作用以及辅助密封的配合下保持贴合并相的配合下保持贴合并相对滑动而构成的防止流对滑动而构成的防止流体泄漏的装置。体泄漏的装置。二、机械密封 有 哪 几 部 分 组 成 第一局部，是有动环和静环组成的密封端面，也叫摩第一局部，是有动环和静环组成的密封端面，也叫摩 擦副。擦副。第二局部，是有弹性元件为主要零件组成的缓冲补第二局部，是有弹性元件为主要零件组成的缓冲补偿偿 机构，其作用是使密封端面严密贴合。机构，其作用是使密封端面严密贴合。第三局部，是辅助密封圈，包括动环和静环密封圈。第三局部，是辅助密封圈，包括动环和静环密封圈。第四局部，是使动环随轴旋转的传动机构。第四局部，是使动环随轴旋转的传动机构。三、机械密封工作原理 动环靠密封腔中液体的压力和动环靠密封腔中液体的压力和压紧元件的压力，使其端面贴压紧元件的压力，使其端面贴合在静环的端面上，形成微小合在静环的端面上，形成微小的轴向间隙而到达密封的目的。的轴向间隙而到达密封的目的。两密封环端面两密封环端面A A、静环和压盖、静环和压盖的密封的密封C C、动环和轴的密封、动环和轴的密封B B构构成三道密封，封堵了密封腔中成三道密封，封堵了密封腔中液体向外泄露的全部可能的途液体向外泄露的全部可能的途径，实现可靠的密封。密封元径，实现可靠的密封。密封元件除了起到密封作用外还起着件除了起到密封作用外还起着缓冲振动和冲击的作用。缓冲振动和冲击的作用。四、机械密封的优缺点四、机械密封的优缺点 其中，密封环是动环和静环的总称，是构成机械密封最主要的其中，密封环是动环和静环的总称，是构成机械密封最主要的元件。密封环在很大程度上决定了机械密封的使用性能和寿命，因元件。密封环在很大程度上决定了机械密封的使用性能和寿命，因此，对它提出了一些要求。此，对它提出了一些要求。有足够的强度和刚度有足够的强度和刚度 在工作条件下在工作条件下(如压力、温度和滑动速度等如压力、温度和滑动速度等)不损坏，变形应尽不损坏，变形应尽量的小，工作条件波动时仍能保持密封性。尤其是密封端面要有量的小，工作条件波动时仍能保持密封性。尤其是密封端面要有足够的强度以及一定的耐腐蚀能力，以保证产品有满意的使用寿足够的强度以及一定的耐腐蚀能力，以保证产品有满意的使用寿命。命。有良好的耐热冲击能力有良好的耐热冲击能力 为此，要求材料有较高的导热系数和较小的线膨胀系数，承受为此，要求材料有较高的导热系数和较小的线膨胀系数，承受热冲击时不至于开裂。热冲击时不至于开裂。较小的摩擦系数较小的摩擦系数 密封环匹配应有较小的摩擦系数。密封环匹配应有较小的摩擦系数。良好的自润滑性良好的自润滑性 工作中如发生短时间的干摩擦，不损伤密封端面。因此，密封工作中如发生短时间的干摩擦，不损伤密封端面。因此，密封环要有良好的自润滑性，密封环材料与密封流体还要有很好的浸环要有良好的自润滑性，密封环材料与密封流体还要有很好的浸润性。润性。构造简单构造简单 密封环构造应力求简单对称，优先考虑用整体型构造，也可采密封环构造应力求简单对称，优先考虑用整体型构造，也可采用组合式用组合式(如镶装式如镶装式)密封环，尽量防止用密封端面喷涂式构造。密封环，尽量防止用密封端面喷涂式构造。密封环要容易加工制造密封环要容易加工制造 安装和维修要方便，价格要低廉安装和维修要方便，价格要低廉 五、对密封环的要求六、密封端面的平面度要求 平面度是密封环很重要的质平面度是密封环很重要的质量指标，要求在量指标，要求在0.0009mm0.0009mm以内，需要使用光干预法进以内，需要使用光干预法进展测量，一般用钠光灯检测，展测量，一般用钠光灯检测，一条干预条纹为一条干预条纹为0.3um0.3um，也，也叫一条光带。密封环平面度叫一条光带。密封环平面度要求在三条光带内，才能保要求在三条光带内，才能保证不泄漏。证不泄漏。一条光带一条光带三条光带三条光带两条光带两条光带七、摩擦副匹配考虑因素 摩擦副一般都选择一软一摩擦副一般都选择一软一硬配对，硬环的端面宽度要比硬配对，硬环的端面宽度要比软环宽。软环一般选用碳石墨软环宽。软环一般选用碳石墨材料，也有选用填充四氟，硬材料，也有选用填充四氟，硬质环有质环有WCWC、SiCSiC、AlAl2 2OO3 3等。等。在特殊情况下，如介质中在特殊情况下，如介质中含有固体颗粒，有结晶析出或含有固体颗粒，有结晶析出或高粘度流体中，要选用硬对硬高粘度流体中，要选用硬对硬配对。配对。八、常用摩擦副材料九、常用辅助密封圈材料 机械密封用辅助密封圈包括动、机械密封用辅助密封圈包括动、静环密封圈，如静环密封圈，如OO形圈、波纹管、形圈、波纹管、L L型密封圈等。常用的有丁晴橡胶、型密封圈等。常用的有丁晴橡胶、氟橡胶、硅橡胶、乙丙橡胶、聚氟橡胶、硅橡胶、乙丙橡胶、聚四氟乙烯、四氟包胶四氟乙烯、四氟包胶OO形圈。形圈。OO形圈形圈波纹管波纹管L L型密封圈型密封圈十、几种常用橡胶的特性及适应性十一、机械密封构造形式及选择 NJK NJK系列系列 平衡型机械密封平衡型机械密封 SZ SZ系列系列 多弹簧机械密封多弹簧机械密封根据不同的工况条件，如温度、介质、压力根据不同的工况条件，如温度、介质、压力来选配适宜的机械密封。如潜污泵、砂泵输来选配适宜的机械密封。如潜污泵、砂泵输送含有颗粒的介质，摩擦副材料要选用硬对送含有颗粒的介质，摩擦副材料要选用硬对硬材料，可以选配硬材料，可以选配WC/WCWC/WC、WC/SiCWC/SiC、SiC/SiCSiC/SiC；密封腔压力大于；密封腔压力大于1Mpa1Mpa的，要选用的，要选用平衡型机械密封；酸碱溶剂类介质如乙醇、平衡型机械密封；酸碱溶剂类介质如乙醇、丙酮、硫酸、氢氧化钠等要选配相应的摩擦丙酮、硫酸、氢氧化钠等要选配相应的摩擦副和辅助密封材料；轴径大的机封考虑用多副和辅助密封材料；轴径大的机封考虑用多弹簧构造，密封端面压力比较均匀；窜动量弹簧构造，密封端面压力比较均匀；窜动量大的采用大弹簧构造，补偿性能好。大的采用大弹簧构造，补偿性能好。1)平衡型和非平衡型 按摩擦副接触端面的比压单位面积上所受的力与被密封介质压力的关系，按摩擦副接触端面的比压单位面积上所受的力与被密封介质压力的关系，可分为平衡型与非平衡型。如以下图，可分为平衡型与非平衡型。如以下图，非平衡型：介质作用在动环上的有效面积非平衡型：介质作用在动环上的有效面积B B去掉作用压力相互抵消局部的去掉作用压力相互抵消局部的面积，等于或大于动静环接触面积面积，等于或大于动静环接触面积AA。端面比压随密封介质压力增减成正。端面比压随密封介质压力增减成正比增减，这样当介质压力高时，端面上产生很大比压，会加速摩擦面的磨损、比增减，这样当介质压力高时，端面上产生很大比压，会加速摩擦面的磨损、发热、破坏端面的液体膜而形成干摩擦。一般非平衡型介质压力不超过发热、破坏端面的液体膜而形成干摩擦。一般非平衡型介质压力不超过656kPa656kPa。BA BA 非平衡型非平衡型 平衡型：当介质压力高时，需要从密封构造上设法消除一局部压力对平衡型：当介质压力高时，需要从密封构造上设法消除一局部压力对摩擦面的作用，这种形式的密封成为平衡型机械密封。在这种密封中，摩擦面的作用，这种形式的密封成为平衡型机械密封。在这种密封中，介质作用在动环上的有效面积介质作用在动环上的有效面积B B小于动静环的接触面积小于动静环的接触面积A A。密封端面。密封端面上的比压可以自行控制，介质压力增减对端面比压的影响较小。上的比压可以自行控制，介质压力增减对端面比压的影响较小。BABA，平衡型，平衡型2单弹簧和多弹簧 机械密封按弹簧个数分为单弹簧和多弹簧。多弹簧是沿圆周装有多个小弹簧，机械密封按弹簧个数分为单弹簧和多弹簧。多弹簧是沿圆周装有多个小弹簧，优点是弹簧受力比但弹簧一个大弹簧均匀，缓冲性好，便于调节改变优点是弹簧受力比但弹簧一个大弹簧均匀，缓冲性好，便于调节改变弹簧数目，轴向尺寸也小。一般来说，小轴径宜用大弹簧，大轴径宜用小弹簧数目，轴向尺寸也小。一般来说，小轴径宜用大弹簧，大轴径宜用小弹簧。弹簧。3单端面与双端面 按按密密封封腔腔中中摩摩擦擦副副的的对对数数分分为为单单端端面面和和双双端端面面机机械械密密封封。单单端端面面密密封封，在在密密 封封腔腔中中只只有有一一对对端端面面摩摩擦擦副副，在在双双端端面面密密封封中中，密密封封腔腔中中用用两两对对端端面面摩摩擦擦副副来来实实现现密密封封。在在双双端端面面密密封封的的密密封封腔腔中中，应应注注入入压压力力一一般般高高于于介介质质压压力力49196kPa49196kPa的的封封液液。对对封封液液的的要要求求是是润润滑滑性性能能好好、汽汽化化温温度度高高、对对工工作作介介质质无影响。封液的作用是：无影响。封液的作用是：1.1.润滑密封的端面；润滑密封的端面；4.4.封堵工作介质泄漏；封堵工作介质泄漏；2.2.带走摩擦的热量带走摩擦的热量 5.5.改变密封泄漏方向；改变密封泄漏方向；3.3.将端面因磨损产生的颗粒带走；将端面因磨损产生的颗粒带走；6.6.双端面密封适用于强腐蚀、高双端面密封适用于强腐蚀、高温、贵重或有毒介质。温、贵重或有毒介质。十二、机械密封的安装本卷须知十二、机械密封的安装本卷须知 机械密封安装部位的尺寸偏差及外表粗糙度十三、机械密封泄漏故障分析十三、机械密封泄漏故障分析 普通内装式机械密封的典型泄普通内装式机械密封的典型泄漏漏通道如左图所示有通道如左图所示有7 7处，分别为：处，分别为：1 1、摩擦副端面之间泄漏点、摩擦副端面之间泄漏点1 1；2 2、动环辅助密封圈处泄漏点、动环辅助密封圈处泄漏点2 2；3 3、静环辅助密封圈处泄漏点、静环辅助密封圈处泄漏点3 3；4 4、压盖与机体结合端面间泄漏、压盖与机体结合端面间泄漏点点4 4；5 5、轴套与转轴之间泄漏点、轴套与转轴之间泄漏点5 5；6 6、碳石墨环有渗漏孔隙以及从镶、碳石墨环有渗漏孔隙以及从镶装装件配合面处都有可能成为泄漏通道件配合面处都有可能成为泄漏通道6 6、7 7。机械密封的泄漏通道机械密封的泄漏通道一、摩擦副端面之间的泄漏 1、端面不平 平面度、粗糙度未到达要求，或在使用前受到了损伤，因而产生泄漏。这时应重新研磨抛光或更换密封环。2、端面间存在异物 污物未被去除，装配时未清洗。此时需去除污物重新装配。3、安装不正确 A、安装尺寸未到达图纸工作尺寸要求。B、静环安装倾斜。C、端面变形，碳石墨弹性模量低、易变形。碳石墨环变形的一般原因是：a、合成橡胶0形圈在介质中溶涨，体积增大，碳环受力而使端面变形。b、压盖内夹杂金属碎片或污垢，局部受载。4、端面别离，弹簧阻塞，如因温度变化引起介质结晶、积垢，造成端面不能很好的贴合。二、动环辅助密封圈处的泄漏 1、辅助密封圈质量问题，如橡胶密封圈断面尺寸超差，压缩率不符合要求；外表质 量问题：错位、开模缩裂、修边过量、流痕、凹凸缺陷 、飞边过大。2、密封圈安装时受到损伤，如聚四氟乙烯V形圈安装时唇口被割伤，橡胶制件外表有划痕，都是密封失效的常见原因。3、轴外表有缺陷或有腐蚀、麻点、凹坑。4、密封圈的材料与介质不相容。5、轴的尺寸公差、粗糙度未到达要求。三、静环辅助密封圈处的泄漏 1、压盖尺寸公差不符合设计要求。对此，应更换合格品。2、安装错误，如如聚四氟乙烯V形圈方向装反，安装时，其凹面应面向介质端，否那么会出现泄漏。3、密封圈的质量不良。应用合格品替换。4、密封圈的材料与介质不相容。四、机体与压盖结合面之间的泄漏 1、机体与压盖配合端面有缺陷，如凹坑、划痕等。2、螺栓力小、压缩垫片时不能把接触面不平的凹坑填满。螺栓力必须大于内部介质压力。因为内压总是使得密封压盖与机壳端面趋于别离。用聚四氟乙烯平垫片时，以厚度小于1mm为宜。3、垫片或密封圈受到损伤。4、安装时不清洁，异物进入其间。5、压盖变形，这是因为压盖刚度不够而产生的变形。6、螺栓受力不均匀，压盖单边锁紧。五、轴套与轴之间的泄漏五、轴套与轴之间的泄漏 轴套与轴之间的泄漏，一般是由于安装不当，密封圈或垫轴套与轴之间的泄漏，一般是由于安装不当，密封圈或垫片不符片不符合要求或损伤而造成的。一般可以用泄漏量的变化加以鉴别。合要求或损伤而造成的。一般可以用泄漏量的变化加以鉴别。轴套处的轴套处的泄漏量通常是稳定的，而从其他通道泄漏出的泄漏量往往是泄漏量通常是稳定的，而从其他通道泄漏出的泄漏量往往是不恒定的。不恒定的。六、密封件本身具有渗透性六、密封件本身具有渗透性 碳制品易于渗漏。这种渗漏不外乎是浸渍与固化未到达要碳制品易于渗漏。这种渗漏不外乎是浸渍与固化未到达要求，或求，或者是碳材料浸渍处理后加工切削余量过大，使微孔重新疏通者是碳材料浸渍处理后加工切削余量过大，使微孔重新疏通而形成泄漏而形成泄漏通道。为保证密封件不渗漏，经机械加工后的成品应再进展通道。为保证密封件不渗漏，经机械加工后的成品应再进展一次浸渍处一次浸渍处理。理。在高压工况下，烧结制品，如陶瓷、填充聚四氟乙烯密在高压工况下，烧结制品，如陶瓷、填充聚四氟乙烯密封件也有封件也有可能渗漏，在使用前必须确认是否符合使用要求。高温、高可能渗漏，在使用前必须确认是否符合使用要求。高温、高压或气相介压或气相介质，对热镶装的密封环来说，介质易于从镶装配合面泄漏。质，对热镶装的密封环来说，介质易于从镶装配合面泄漏。在这种情况在这种情况下，推荐使用整体构造。下，推荐使用整体构造。十四、从失效形式分析故障原因一、从泄漏量大小分析故障原因 1、开场运转时有少量泄漏，但经过一段时间运转后，泄漏量逐渐减少到消失，这是机械密封正常的跑合过程。2、静压状态时有少量泄漏，运转时不漏。原因是橡胶波纹管接触动环反面局部平行度不好或弹簧比压不够大。3、泄漏量稳定。有可能是轴和轴套之间密封圈泄漏，因为从密封端面处泄漏往往是不稳定的。4、泄漏量从小到大。有可能是石墨环浸渍不好，微气孔逐步被打通。这种情况需增加浸渍的次数或更换优质的石墨材料。还有介质原因，如航空煤油渗透性特别强，开场不漏，过几个小时开场渗漏，并不断增大。还有辅助密封圈与介质的不容性引起，如混合的有机溶剂。二、根据磨损痕迹分析故障原因二、根据磨损痕迹分析故障原因 1 1、当端面出现过宽的磨损，说明机器的同轴度很差。机器、当端面出现过宽的磨损，说明机器的同轴度很差。机器每转一转密封件每转一转密封件都要作轴向位移和径向摆动，产生轻微的别离和泄漏以离心都要作轴向位移和径向摆动，产生轻微的别离和泄漏以离心泵为例，造成宽面磨泵为例，造成宽面磨损的原因大致有：联轴器不对中；泵轴弯曲；泵轴偏斜；轴损的原因大致有：联轴器不对中；泵轴弯曲；泵轴偏斜；轴承精度低；振动等。承精度低；振动等。2 2、端面磨损痕迹宽度小于窄环环面宽度时，这就意味着密、端面磨损痕迹宽度小于窄环环面宽度时，这就意味着密封受到过大的压封受到过大的压力，使密封面呈现弓形。力，使密封面呈现弓形。3 3、机械密封运转一段时间后，假设摩擦端面没有磨损痕迹，、机械密封运转一段时间后，假设摩擦端面没有磨损痕迹，说明密封开场使说明密封开场使用时就泄漏，补偿环没有作补偿位移。对橡胶波纹管式机械用时就泄漏，补偿环没有作补偿位移。对橡胶波纹管式机械密封，假设摩擦副端面密封，假设摩擦副端面没有磨损痕迹，这说明密封端面可能已经压合在一起，摩擦没有磨损痕迹，这说明密封端面可能已经压合在一起，摩擦副之间无相对转动，副之间无相对转动，而是橡胶波纹管相对于轴旋转，或静环和压盖之间转动。同而是橡胶波纹管相对于轴旋转，或静环和压盖之间转动。同时会出现轴外表磨时会出现轴外表磨损，压盖内径磨损，弹簧或弹簧座磨损现象。损，压盖内径磨损，弹簧或弹簧座磨损现象。4 4、石墨环或填充四氟同硬质环配对时，硬质环外表出现较、石墨环或填充四氟同硬质环配对时，硬质环外表出现较深的沟槽环状深的沟槽环状纹路，说明密封端面因振动引起别离时，两者之间有较大纹路，说明密封端面因振动引起别离时，两者之间有较大的颗粒物进入，如颗的颗粒物进入，如颗粒嵌入软质端面时，会像砂轮一样磨削硬质环软端面，造成粒嵌入软质端面时，会像砂轮一样磨削硬质环软端面，造成硬质环过度磨损而泄硬质环过度磨损而泄漏。漏。十五、泵用机械密封检修误区 1 1弹簧压缩量越大密封效果越好。其实不然，弹簧压缩量过大，可导致摩弹簧压缩量越大密封效果越好。其实不然，弹簧压缩量过大，可导致摩擦副急剧磨损，瞬间烧损；过度的压缩使弹簧失去调节动环端面的能力，导致擦副急剧磨损，瞬间烧损；过度的压缩使弹簧失去调节动环端面的能力，导致密封失效。密封失效。2 2动环密封圈越紧越好。其实动环密封圈过紧有害无益。一是加剧密封圈动环密封圈越紧越好。其实动环密封圈过紧有害无益。一是加剧密封圈与轴套间的磨损，过早泄漏；二是增大了动环轴向调整、移动的阻力，在工况与轴套间的磨损，过早泄漏；二是增大了动环轴向调整、移动的阻力，在工况变化频繁时无法适时进展调整；三是弹簧过度疲劳易损坏；四是使动环密封圈变化频繁时无法适时进展调整；三是弹簧过度疲劳易损坏；四是使动环密封圈变形，影响密封效果。变形，影响密封效果。3 3静环密封圈越紧越好。静环密封圈根本处于静止状态，相对较严密封效静环密封圈越紧越好。静环密封圈根本处于静止状态，相对较严密封效果会好些，但过紧也是有害的。一是引起静环密封因过度变形，影响密封效果果会好些，但过紧也是有害的。一是引起静环密封因过度变形，影响密封效果；二是静环材质以石墨居多，一般较脆，过度受力极易引起碎裂；三是安装、；二是静环材质以石墨居多，一般较脆，过度受力极易引起碎裂；三是安装、拆卸困难，极易损坏静环。拆卸困难，极易损坏静环。4 4叶轮锁母越紧越好。机械密封泄漏中，轴套与轴之间的泄漏轴间泄漏叶轮锁母越紧越好。机械密封泄漏中，轴套与轴之间的泄漏轴间泄漏是比较常见的。一般认为，轴间泄漏就是叶轮锁母没锁紧，其实导致轴间泄是比较常见的。一般认为，轴间泄漏就是叶轮锁母没锁紧，其实导致轴间泄漏的因素较多，如轴间垫失效，偏移，轴间内有杂质，轴与轴套配合处有较大漏的因素较多，如轴间垫失效，偏移，轴间内有杂质，轴与轴套配合处有较大的形位误差，接触面破坏，轴上各部件间有间隙，轴头螺纹过长等都会导致轴的形位误差，接触面破坏，轴上各部件间有间隙，轴头螺纹过长等都会导致轴间泄漏。锁母锁紧过度只会导致轴间垫过早失效，相反适度锁紧锁母，使轴间间泄漏。锁母锁紧过度只会导致轴间垫过早失效，相反适度锁紧锁母，使轴间垫始终保持一定的压缩弹性，在运转中锁母会自动适时锁紧，使轴间始终处于垫始终保持一定的压缩弹性，在运转中锁母会自动适时锁紧，使轴间始终处于良好的密封状态。良好的密封状态。5 5新的比旧的好。相对而言，使用新机械密封的效果好于旧的，但新机械新的比旧的好。相对而言，使用新机械密封的效果好于旧的，但新机械密封的质量或材选择不当时，配合尺寸误差较大会影响密封效果；在聚合性和密封的质量或材选择不当时，配合尺寸误差较大会影响密封效果；在聚合性和渗透性介质中，静环如无过度磨损，还是不更换为好。因为静环在静环座中长渗透性介质中，静环如无过度磨损，还是不更换为好。因为静环在静环座中长时间处于静止状态，使聚合物和杂质沉积为一体，起到了较好的密封作用。时间处于静止状态，使聚合物和杂质沉积为一体，起到了较好的密封作用。6 6拆修总比不拆好。一旦出现机械密封泄漏便急于拆修，其实，有时密封拆修总比不拆好。一旦出现机械密封泄漏便急于拆修，其实，有时密封并没有损坏，只需调整工况或适当调整密封就可消除泄漏。这样既防止浪费又并没有损坏，只需调整工况或适当调整密封就可消除泄漏。这样既防止浪费又可以验证自己的故障判断能力，积累维修经历提高检修质量。可以验证自己的故障判断能力，积累维修经历提高检修质量。谢谢！