機(jī)械密封的結(jié)構(gòu)ppt課件

精品課件,機(jī)械密封基礎(chǔ)知識(shí)講座,精品課件,第二章機(jī)械密封原理與結(jié)構(gòu)形式,一、基本概念（1）機(jī)械密封是一種用來解決旋轉(zhuǎn)軸與機(jī)體之間密封的裝置。它是由至少一對垂直于旋轉(zhuǎn)軸錢的端面在流體壓力和補(bǔ)償機(jī)構(gòu)彈力(或磁力)的作用及輔助密封的配合下保持貼合下并相對滑動(dòng)而構(gòu)成防止流體泄漏的裝置，常用于泵、壓縮機(jī)、反應(yīng)攪拌釜等旋轉(zhuǎn)式流體機(jī)械，也用于齒輪箱、船舶尾軸等密封。因此，機(jī)械密封是一種通用的軸封裝置。,精品課件,（2）機(jī)械密封結(jié)構(gòu)多種多樣，最常用的機(jī)械密封結(jié)構(gòu)是端面密封。見圖2-1。端面密封的靜環(huán)、動(dòng)環(huán)組成一對摩擦副，摩擦副的作用是防止介質(zhì)泄漏。它要求靜環(huán)、動(dòng)環(huán)，具有良好的耐磨性，動(dòng)環(huán)可以在軸向靈活地移動(dòng)，自動(dòng)補(bǔ)償密封面磨損，使之與靜環(huán)良好地貼合；靜環(huán)具有浮動(dòng)性，起緩沖作用。為此，密封面要求有良好的加工質(zhì)量，保證密封副有良好的貼合性能。構(gòu)成機(jī)械密封的基本元件有靜環(huán)、動(dòng)環(huán)、壓蓋、推環(huán)、彈簧、定位環(huán)、軸套、動(dòng)環(huán)密封圈、靜環(huán)密封圈軸套密封圈等。,精品課件,（3）彈性元件（彈簧、波紋管）它主要起預(yù)緊、補(bǔ)償和緩沖的作用，要求始終保持足夠的彈性來克服輔助密封和傳動(dòng)件的摩擦和動(dòng)環(huán)等的慣性，保證端面密封副良好的貼合和動(dòng)環(huán)的追隨性，材料要求耐腐蝕、耐疲勞。（4）輔助密封（0形圈、V形圈、U形圈、楔形圈和異形圈等）它主要起靜環(huán)和動(dòng)環(huán)的密封作用，同時(shí)也起到浮動(dòng)和緩沖作用。要求靜環(huán)的密封元件能保證靜環(huán)與壓蓋之間的密封性，靜環(huán)有一定的浮動(dòng)性，動(dòng)環(huán)的密封元件能保證動(dòng)環(huán)與軸或軸套之間的密封性和動(dòng)環(huán)的浮動(dòng)性。材料要求耐熱等。,精品課件,圖2-1單端面機(jī)械密封,10軸套密封圈,7軸套,6定位環(huán),5彈簧,4推環(huán),3壓蓋,1靜環(huán),9靜環(huán)密封圈,2動(dòng)環(huán),8動(dòng)環(huán)密封圈,構(gòu)成機(jī)械密封的基本元件有;1靜環(huán)、2動(dòng)環(huán)、3壓蓋、4推環(huán)5彈簧6定位環(huán)、7軸套、8動(dòng)環(huán)密封圈、9靜環(huán)密封圈圈等組成。,精品課件,二、機(jī)械密封的泄漏通道點(diǎn)如下：,1靜環(huán)密封圈,4壓蓋密封圈,3動(dòng)環(huán)密封圈,5軸套密封圈,2摩擦副,精品課件,三、機(jī)械密封的優(yōu)缺點(diǎn),1、優(yōu)點(diǎn)，（1）結(jié)構(gòu)可靠，泄漏量可以限制到很少，只要主密封面的表面粗糙度和平直度能保證達(dá)到要求，只要材料耐磨性好，機(jī)械密封可以達(dá)到很少泄漏量，甚至肉眼看不見泄漏。（2）壽命長。在機(jī)械密封中，主要磨損部分是密封摩擦副端面，因?yàn)槊芊舛嗣娴哪p量在正常工作條件下不大，一般可以連續(xù)使用12年，特殊場合下也有用到510年。（3）運(yùn)轉(zhuǎn)中無需調(diào)整。由于機(jī)械密封靠彈簧力和流體壓力使摩擦副貼合，在運(yùn)轉(zhuǎn)中自動(dòng)保持接觸，裝配后就不用像普通軟填料那樣需調(diào)整壓緊。,精品課件,（4）具有耐耐振性。在轉(zhuǎn)速為3000r/min下最大振幅不超過0.05mm使用PV值不斷提高（5）功率損失小。填料密封是靠盤根的壓緊在軸上或軸套上起作用的。填料密封與軸直接摩擦，填料壓的越緊摩擦力就越大、消耗功率也就越大。而機(jī)械密封的摩擦是處于半液摩擦狀態(tài)，摩擦系數(shù)非常的小，機(jī)械密封的功率損失是填料密封的1050（6）波紋管密封軸或軸套不受磨損，對旋轉(zhuǎn)軸的振擺和軸對殼體的偏斜不敏感。（7）適用范圍廣。當(dāng)介質(zhì)易燃、易爆、有毒有害時(shí)，采用機(jī)械密封可保證密封。它還適用于高溫、低溫、高壓、真空各種轉(zhuǎn)速的及腐蝕介質(zhì)的設(shè)備密封。,精品課件,2、缺點(diǎn)（1）如結(jié)構(gòu)比填料密封復(fù)雜，加工精度要求高，并要求一定的安裝技術(shù)等，特別是干氣密封的安裝要求更高。而且密封技術(shù)發(fā)展的很快，新技術(shù)不斷出現(xiàn)給我們維修帶來了新的課題。（2）結(jié)構(gòu)復(fù)雜、拆裝不便。與其它密封比較，機(jī)械端面密封的零件數(shù)目多，要求精密，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。特別是在裝配方面較困難，拆裝時(shí)要從軸端抽出密封環(huán)，必須把機(jī)器部分（聯(lián)軸器）或全部拆卸。這一問題目前已作了某些改進(jìn)，例如采用拆裝方便并可保證裝配質(zhì)量的剖分式和集裝式機(jī)械密封等。,精品課件,四、機(jī)械密封的典型結(jié)構(gòu)形式,機(jī)械密封的基本型式多種多樣，分類的方法很多我們這里只介紹石油化工企業(yè)的一些常用的接觸式機(jī)械密封結(jié)構(gòu)。接觸式機(jī)械密封泄漏量小，結(jié)構(gòu)簡單，使用范圍廣。分類方法各有差異，常用的有內(nèi)裝式機(jī)械密封、外裝式機(jī)械密封等。1、內(nèi)裝式機(jī)械密封，內(nèi)裝內(nèi)流多彈簧靜止式接觸機(jī)械密封特征：只有一對摩擦副和多只小彈簧。載荷系數(shù)K小于1能平衡介質(zhì)壓力對端面的作用。結(jié)構(gòu)簡單，制造及拆裝容易。詳見圖2-3,精品課件,1、內(nèi)裝內(nèi)流靜止型機(jī)械密封,彈簧靜止接觸機(jī)械密封,波紋管靜止接觸機(jī)械密封,精品課件,2、內(nèi)裝內(nèi)流旋轉(zhuǎn)型機(jī)械密封,彈簧有旋向要求：彈簧的旋向與電機(jī)的旋向一致。,彈簧密封,波紋管密封不受轉(zhuǎn)向要求,彈簧密封,精品課件,3、內(nèi)裝單端面單彈簧平衡型密封。,有彈簧盒密封彈簧不受旋轉(zhuǎn)方的向要求,軸套加工成帶臺(tái)階，能平衡一部分介質(zhì)壓力,軸套加工成帶臺(tái)階，能平衡一部分介質(zhì)壓力,實(shí)體分解圖,精品課件,4、雙端面多彈簧機(jī)械密封,靜環(huán),靜環(huán),動(dòng)環(huán),動(dòng)環(huán),靜環(huán)密封圈,精品課件,5、彈簧盒上加工方形曹,二級(jí)動(dòng)環(huán),一級(jí)動(dòng)環(huán),一級(jí)壓蓋,二級(jí)壓蓋,一級(jí)靜環(huán),一級(jí)彈簧盒，內(nèi)裝多個(gè)小彈簧,二級(jí)彈簧盒,封液入口,精品課件,6、內(nèi)裝雙端面波紋管密封,波紋管1,波紋管2,靜環(huán)2,壓蓋2,壓蓋1,靜環(huán)1,鎖緊螺絲,兩套密封面對面或背對背安裝在一起。,精品課件,內(nèi)裝雙端面彈簧密封,軸上應(yīng)有刻線或凹槽，以便彈簧座定位，兩套背對背安裝在一起的非平衡密封。,軸上應(yīng)有刻線或凹槽，以便彈簧座定位，兩套背對背安裝在一起的平衡密封,精品課件,用于工作介質(zhì)有毒、易燃、易爆、易揮發(fā)、易結(jié)晶、高溫、低溫，或氣體、高真空度等場合。兩套密封之間形成一個(gè)密封腔，在密封腔中引入封液：堵封、潤滑、冷卻，選潔凈、潤滑性好的封液介質(zhì)。,精品課件,7、內(nèi)裝式靜止式波紋管機(jī)械密封,壓蓋,波紋管不旋轉(zhuǎn),動(dòng)環(huán),軸套,橡膠水封,波紋管靜止安裝,去掉了補(bǔ)償環(huán)密封圈及其摩擦阻力，補(bǔ)償環(huán)密封圈改至彈簧座處，補(bǔ)償環(huán)追隨性提高，而且避免了補(bǔ)償環(huán)密封圈因軸串、振動(dòng)所產(chǎn)生的磨損。,精品課件,8、內(nèi)裝旋轉(zhuǎn)式波紋管密封,波紋管旋轉(zhuǎn)型,靜環(huán),軸套,壓蓋,波紋管旋轉(zhuǎn)安裝,精品課件,9、高壓高速密封,鎖緊環(huán),壓縮量定位片,彈簧不旋轉(zhuǎn),壓蓋,動(dòng)環(huán),鎖緊環(huán),付壓蓋,彈簧座,動(dòng)環(huán),動(dòng)環(huán)密封圈,多點(diǎn)沖洗,靜環(huán),軸套,主壓蓋,彈簧,精品課件,10、集成式集裝機(jī)械密封,軸套密封圈,密封鎖緊環(huán),密封壓蓋,動(dòng)環(huán),靜環(huán),集成式集裝密封。渣漿型密封。適用于密封例如污水，渣漿等含有固體顆?；蚶w維狀雜質(zhì)的介質(zhì)。安裝方便，適用范圍廣，軸向尺寸小等特點(diǎn)。,精品課件,11、波紋管環(huán)座上開弧型曹代替葉輪循環(huán)冷卻的熱水泵密封,介質(zhì)循環(huán)入口,介質(zhì)循環(huán)出口,波紋管座上開槽,靜環(huán),靜環(huán)密封圈,軸套,在彈簧盒開孔代替葉輪的作用，使本身的介質(zhì)自循環(huán)，在經(jīng)過冷卻灌冷卻介質(zhì)達(dá)到改善密封的工作環(huán)境的目的。適用于高溫油泵，適用溫度在200300左右,精品課件,12、彈簧盒開孔代替葉輪的作用,在彈簧盒開孔代替葉輪的作用，使本身的介質(zhì)自循環(huán)，在經(jīng)過冷卻灌冷卻介質(zhì)達(dá)到改善密封的工作環(huán)境的目的。適用于高溫油泵，適用溫度在200300左右,在二級(jí)密封彈簧盒開孔,調(diào)整壓縮量的定位片,一級(jí)密封,介質(zhì)循環(huán)入口,介質(zhì)循環(huán)出口,精品課件,兩套密封沿同一方向布置，密封腔壓力逐級(jí)降低，用于有毒介質(zhì)、易揮發(fā)介質(zhì)、高壓場合等,精品課件,13、軸套尾部安裝節(jié)流環(huán),軸套安裝節(jié)流環(huán),多點(diǎn)沖洗,波紋管,沖洗入口,在軸套尾部安裝節(jié)流環(huán)，減少密封腔的壓力同時(shí)采用多點(diǎn)沖洗，密封受熱均勻，波紋管靜止安裝廣泛用于高溫泵。,精品課件,14、磁力機(jī)械密封,磁鐵,軸承,壓蓋,靜環(huán),靜環(huán)密封圈,動(dòng)環(huán),動(dòng)環(huán)密封圈,特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊：軸向、徑向尺寸均短小緊湊。磁力補(bǔ)償：使用磁力作為密封端面貼合力，新穎可靠轉(zhuǎn)動(dòng)部件一體化：方便安裝和使用。優(yōu)選材料：端面材料優(yōu)選，密封效果好，使用壽命長。,精品課件,15、外裝式機(jī)械密封,輔助彈簧,壓蓋,靜環(huán),介質(zhì)端,鎖緊環(huán),4F方型波紋管,外裝式多彈簧4-F波紋管密封的特征是動(dòng)環(huán)安裝在填料函外面，檢查與調(diào)節(jié)方便。彈簧可不受介質(zhì)的腐蝕。泄漏量較大，外裝外流多彈簧旋轉(zhuǎn)接觸式機(jī)械密封，密封型號(hào)有151、152、153型。圖2-20是152型機(jī)械密封是耐酸泵最常見的一種密封,精品課件,16非補(bǔ)償環(huán)的幾種安裝方式,浮裝式,托裝式,夾固式,非補(bǔ)償靜環(huán)（不旋轉(zhuǎn)不補(bǔ)償）：主要有三種安裝方式：補(bǔ)償靜環(huán)（不旋轉(zhuǎn)只補(bǔ)償）：其輔助密封圈情況和補(bǔ)償動(dòng)環(huán)基本一致。,精品課件,五、平衡型密封與非平衡型密封的區(qū)別,平衡型密封軸套加工成臺(tái)階,非平衡型密封軸套沒有臺(tái)階,平衡型動(dòng)、靜環(huán)密封面的壓力不受（或很少受）介質(zhì)壓力的影響。,非平衡型端面壓力受介質(zhì)壓力的影響。過大會(huì)壓壞端面間隙的潤滑膜。,精品課件,1、內(nèi)裝式平衡型密封受力圖,介質(zhì)壓力作用面積,端面面積,平衡線,平衡線,精品課件,2、內(nèi)裝式平衡型密封受力圖,K=（d22d02）/（d22d12）當(dāng)K1時(shí)，機(jī)械密封為非平衡型；當(dāng)K1時(shí)，機(jī)械密封為平衡型；平衡系數(shù)=100（1-K）%d0為介質(zhì)分界圓直徑（軸徑）,介質(zhì)壓力對補(bǔ)償環(huán)的有效作用A面積與端面面積S之比。K=A/S,載荷系數(shù)K,精品課件,為平衡系數(shù)，它表示介子產(chǎn)生的比壓在摩擦副上的卸栽程度，因此1K內(nèi)1-0.85=0.15即平衡系數(shù)為15一般石油化工的離心泵的K載荷系數(shù)為K=0.630.85當(dāng)密封腔壓力超過0.7MPa時(shí)應(yīng)考率采用部分平衡型,精品課件,對于一般介質(zhì)，當(dāng)P介0.60.7Mpa以上采用平衡型密封，對粘度較大，潤滑性能好的介質(zhì)，非平衡型機(jī)械密封使用壓力可以超過該值；對于粘度較小，潤滑性能差的介質(zhì)，當(dāng)P介0.290.49Mpa時(shí)就得采用平衡型機(jī)械密封。平衡系數(shù)B愈大，由介質(zhì)引起的端面比壓就愈小，雖然磨損小，但不易保證密封。反之，衡系數(shù)愈小，則端面比壓就愈大，使端面磨損加劇，發(fā)熱甚至有咬壞的危險(xiǎn)，最后使密封失效。因此要選取適當(dāng)?shù)闹担渲档拇笮∨c很多因素有關(guān)，情況比較復(fù)雜，通常情況下，值不易超過0.5否則，端面間的反壓力將使得端面有被推開的趨勢。,精品課件,平衡系數(shù)值的選擇與密封介質(zhì)粘度、溫度、轉(zhuǎn)速、等有關(guān)。值的常用范圍為1540即載荷系數(shù)K0.850.60在其他條件不變化的情況下，粘度越大的適用的值愈小，粘度越小使用的就越大。試驗(yàn)證明水、汽油、煤油等介質(zhì)的值約為2030（對于水48時(shí)，已接近端面打開的極限對于粘度大的油值約為3040機(jī)械密封的值分為2030介質(zhì)壓力越大，適用的值也越大；介質(zhì)壓力越小適用的越小，值是一個(gè)非常重要的數(shù)據(jù)，有時(shí)密封的選型不對則造成密封泄漏。,精品課件,端面比壓作用于密封端面單位面積的力稱為密封比壓。要求：）端面比壓必須是正值，保證密封端面緊密貼合；）大于物料在密封端面上的蒸汽壓；）保證液膜存在，端面比壓不宜過大，以免液膜蒸發(fā)使磨損加劇。也不能過小，以免密封性能變差。泵用內(nèi)置式，一般取0.3-0.5MPa；外置式，0.15-0.4MPa；粘度大者，適當(dāng)增加，一般0.5-0.7MPa；潤滑性差，易揮發(fā)物料，比壓較小，一般0.25-0.45MPa；反應(yīng)釜外置式，比壓比泵用稍大。,精品課件,彈簧比壓：彈簧作用于密封端面單位面積的力。作用：當(dāng)介質(zhì)壓力很小或波動(dòng)時(shí)，仍能維持一定的端面比壓，使介質(zhì)不致泄漏。選擇依據(jù)：端面平均線速度。高速機(jī)械密封，平均線速度3