机械密封
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第五章
机械密封
Mechanical Seals
Main Content
机械密封的工作原理 机械密封的类型 机械密封的主要参数 机械密封设计 机械密封材料 机械密封的辅助措施 机械密封失效分析
机械密封
定义：
机械密封是一种旋转机械，如离心 泵、离心机、反应釜和压缩机等的轴封 装置。机械密封，又叫端面密封 (Mechanical End Face Seal)．按国 家有关标准定义：由至少一对垂直于旋 转轴线的端面在流体压力和补偿机构弹 力（或磁力）的作用以及辅助密封的配 合下保持贴合并相对滑动而构成的防止 流体泄漏的装置。
机械密封材料
（一） 摩擦副材料 根据统计，机械密封的泄漏大约有80％一95％是 由于密封端而摩擦副造成的。除了要保持密封面平 行之外，主要是摩擦副的材料问题。
摩擦副材料应具备下列条件： 机械强度高．能耐压和耐压力变形； 具有耐严磨性，耐高载荷性，自润滑件好； 配对材料的磨合性好，无过大的磨损和腐蚀； 耐磨性好，寿命长； 导热件和散热性好； 耐高温性能好。 Continue
情况之一者，则认为密封失效： ① 从密封系统中泄漏出大量介质； ② 密纣系统的压力大幅度降低； ③ 封液大量进入密封系统（如双端面机械
密封）。
密封失效的外部特征和具体表现形式(P146)
机械密封失效泄漏的原因分析
机械密封失效的主要形式是静、动环之间的磨损失 效。动、静环端面摩擦副通常靠弹簧椎力来压紧， 阻止泄漏。动、静环压得越紧越不易泄漏，但其间 的摩擦力也随之增大，接触端面在较大摩擦力的作 用下会很快磨损，最后失效泄露。
4）过滤
冲洗液、冷却液或封液中混有杂质，必 须过滤后才能使用。分离杂质可采用普 通过滤器。为不影响机器运转，应并联 安装两个，交替使用。也可以采用磁性 过滤器，使铁屑等杂质吸附在过滤器的 磁套上。旋液分离器结构简单，不易堵 塞，广泛用于分离杂质。
机械密封试验
一般机械密封试验包括下列内容: (1) 密封性能试验； (2) 摩擦磨损特性试验； (3) 特殊工况条件下的密封特性试验； (4) 摩擦副材料的特性及适用范围； (5) 有关各种影响密封性能因素的研究。
机械密封是怎样实现密封的？
轴通过弹簧座和弹簧，带动动环旋转， 静环固定不动，依靠介质压力和弹簧力使 动静环之间的密封端面紧密结合，阻止了 介质的泄漏。摩擦副表面磨损后，在弹簧 的推动实现补偿。为了防止介质通过动坏 与轴之间泄露，装有动环密封圈（2）， 而静环密封圈（7）则阻止了介质沿静环 和端盖之间的泄露。
抗热裂性能好； 耐腐蚀性强； 线膨胀系数小，能耐热变形和尺寸稳定性
好； 切削加工性好，成型性能好； 气密性好； 密度小。
目前用做摩擦副的材料很多。软质材料主要 有：石墨、聚四氟乙烯、铜合金等；硬质材 料主要有：硬质合金、工程陶瓷、金属等。
常用机械密封主要零件材料
机械密封的辅助措施
为使机械密封可靠、稳定地工作，除 密封本身应设计合理、材料选用适当 和制造安装良好外，选用合适的辅助 系统也起着重要作用。常用的辅助措 施包括润滑、冲洗、冷却和过滤等， 可根据具体工作条件加以配合选用。
密封环的主要尺寸
如图所示密封环的主要尺寸，有密封端面宽度b、 端面内直径d1和外直径d2 ，以及有端面凸台高 度h和密封环与轴配合间隙e1和e2。
密封环端面常用软、硬两种不同材料配对。 窄环常用软材料，宽环常用硬材料．这样可 避免磨损后硬环嵌入软环。在强度、刚度允 许前提下，端面宽度b(其值为(d2-d1)／2) 比尽量选取较小值，过大则冷却、润滑效果 不好。但也不宜过小，否则会使端面压力增 加，温度升高，磨损加剧。此外，选择时也 应考虑密封工作的条件，如遇旋转频率高、 易挥发介质和气体环境时，都应适当减小端 面宽度，以利润滑和改善导热状况。
机械密封用于不同密封介质时，各元件要选 择好最佳的材料搭配才能延长其使用寿命。
解决措施
根据上述分析，延长机械密封使用寿命应采取 以下措施和维修方法。
机械密封装配时要正确调节弹簧压缩量，以延 长机械密封的使用寿命。
严格工艺操作和工艺指标的控制，在流量调节 和开停车时，避免发生振动、泵抽空以及冲洗 流体断流等现象。过滤密封介质中的杂质，改 善冲洗冷却条件，或者调大冲洗系统的限流板 孔径，增加冲洗液量，保证冲洗浓的供给平衡 和充足，使机械密封的润滑和散热状况得到改 善，防止机械密封因过热出现烧毁、析出结晶 等现象，延长机械密封的使用寿命。
3. 动环与静环之间的密封：是靠弹性元件（弹簧、波 纹管等）和密封液体压力在相对运动的动环和静环的 接触面（端面）上产生一适当的压紧力（比压）使两 个光洁、平直的端面紧密贴合；端面间维持一层极薄 的液体膜而达到密封的作用。这层膜具有液体动压力 与静压力，它起着平衡压力和润滑端面的作用。两端 面之所以必须高度光洁平直是为了给端面创造完美贴 合和使比压均匀的条件，这是相对旋转密封。
弹簧比压的确定 端面比亚的确定
pv值的计算
机械密封结构选型
根据工作参数p、v、t 选型
根据介质特性选型
影响机械密封选择的主要因素（P143）
过程装备的特点：泵、反应釜、压缩机
被密封介质的性质
♣ 化学性质 ♣ 物理性质 ♣ 危险性
外部公用工程 密封标准 其它因素
操作条件
♣ 温度 ♣ 压力 ♣ 速度 ♣ 密封腔体 ♣ 密封寿命 ♣ 泄露
机械搅拌通风发 发酵罐的结构 （动画演示）
1- 弹簧 2- 动环 3- 硬质合金 4- 静环 5- O形密封圈
机械轴封有三个密封点
1. 静环与压盖之间的密封：通常用各种形状有弹性的 辅助密封圈来防止液体从静环与压盖之间泄漏。这是 一静密封。
2. 动环与轴之间的密封：也是用各种形状有弹性的辅 助密封圈来防止液体从动环与轴之间泄漏。这是一个 相对静止的密封。但当端面磨损时，允许其作补偿磨 损的轴向移动，这个补偿移动是靠弹簧或波纹板来实 现的。
工艺条件不稳定和安装不良造成的震动、离心泵抽 空气化、瞬间断流都会导致机械密封对偶环之间的 液膜破坏，使机械密封在无润滑条件下运行，密封 环温度迅速上升，有的直接烧毁，有的则因为泵恢 复正常工作状态时被急剧冷却，形成热冲击面碎裂。 冲洗流体和冲洗条件不良也会形成热冲击，导致密 封环出现径向裂纹，加剧对偶环的磨损失效。
要求，寿命及可靠性要求； ♣ 主机对密封结构尺寸的限制： ♣ 操作及生产工艺的稳定性。
其次，根据给定的密封工作条件．确定密封的结 构型式及主要零件所用材料，同时考虑设置必要 的润滑、冷却、冲洗、过滤等辅助系统。
第三步，按选定的密封结构，确定合适的端面压
力．计算密封端面的pv值，确定摩擦副和弹性元
机械密封的设计程序
首先，调查、分析密封的使用条件及要求。包括： ♣ 工作参数。包括介质压力、温度、轴径和转速； ♣ 介质特性。有浓度、粘度、腐蚀性、有无固体颗粒
及纤维杂质，是否易汽化 或结晶等； ♣ 主机工作特点与环境条件。连续或间歇工作，主机
安装在室内或露天，周围气氛性质及气温变化等； ♣ 主机对密封的允许泄漏星、泄漏方向(内漏或外漏)
机械密封的密封圈失效也是密封泄漏的主要 原因。动环密封圈装配歪斜或静环装配歪斜； 与密封圈相配合的轴或轴套表面光洁度不够， 或配合尺寸磨小；密封圈和密封介质发生物 理或化学反应，腐蚀变形、老化等均可导致 泄漏。
在装配机械密封前清洗不彻底，划伤元件； 装配不到位；弹簧装偏、紧固螺钉没固紧； 拆卸时损坏等，都是机械密封提前失效的原 因。
机械密封的工作原理
机械密封的组成
根据不同的工况出现了各种各样的结构，但无论哪 种结构都由以下四部分组成。
第一都分是由动环和静环组成的密封端面，有时也 称为摩擦副；
第二部分是由弹性元件为主要零件组成的缓冲补偿 机构，其作用是使密封端面紧密贴合；
第三都分是辅助密封圈，其中有动环和静环密封圈； 第四都分是使动环随轴旋转的传动机构。
3）冷却
机械密封工作时端面上产生的热量应及时 传递出去，否则端面间的液膜就会汽化而 形成于摩擦，这时必须采取相应的冷却措 施。冷却效果与密封几何形状、材料、散 热条件和传热面积等有关。 可利用冲洗孔实现冷却。高温、高速时应 沿圆周均布设置若干个冲洗孔，使密封环 周围温差不至于过大。温度较高时，可用 冷却器来冷却冲洗液，也可以来用间接的 冷却方式。
机械密封的类型
按工作参数结构型式分类
按结构型式分类 平衡式 和非平衡式机械密封
内置式和外置式机械密封
内流式和外流式机械密封
静止式和旋转式机械密封
单弹簧式和多弹簧式机械密封
单端面和双端面机械密封
双端面机械轴封装置
双端面机械轴封装置局部放大
接触式和非接触式机械密封
机械密封试验的目的
(1) 对新设计的产品进行技术验证，考核其质 量性能指标是否达到规定的要求；
(2) 确保产品质量的稳定性； (3) 在特殊工况条件下或对密封有持殊要求时
应进行试验，评价产品性能的适应性； (4) 开发新型的机械密封结构，提高机械密封
的技术水平。
机械密封失效分析
密封失效的定义 被密封的介质通过密封部件并造成下列
2）冲洗
根据冲洗部位不同可分为内冲洗和外冲洗。 内冲洗常用于含颗粒或易结晶介质的机械密 封，以防止颗粒或结晶物进入摩擦端面。内 冲洗液应为于净液体，尽可能利用介质本身， 当介质含颗粒或温度过高不适于直接使用时， 应先进行过滤或冷却。如介质本身不宜作为 冲洗液时，应选择与之相容的另一种液体。 外冲洗可用来带走外漏介质，防止漏液中 污物在摩擦副与轴之间沉积或结晶。 通常利用泵的进口与出口之间的压差或外 部泵设备来实现冲洗。
密封流体压力有效作用面积Ae
密封流体压力作用比压pe 载荷系数K
平均流体膜压力pm 反压系数
开启力Fo 闭合力Fc 端面比压pc
机械密封设计(P121)
机械密封的设计原则 机械密封的设计程序 机械密封设计计算的主要内容 机械密封结构选型 影响机械密封选择的主要因素
机械密封的设计原则（P120）
1）润滑
对密封端面进行适当润滑是减小磨损和延长寿命 的必要措施，部分摩擦热也可由润滑剂带走， 一 般可直接利用介质本身作为润滑剂，若介质本身润 滑件差或对泄漏要求严时，必须采取相应措施，如 密封气体时可采用双端面机械密封，在两端面间引 入封液，变密封气体为密封液体。
端面润滑与泄漏量之间右密切关系。由于对密封 泄漏量都有一定限制，故端面间通常都维持在边界 润滑或半流体润滑状态。只有在高压、高速等特殊 工况下，为保证正常工作和延长存命，才放宽对泄 漏量要求。
单级和双级机械密封
波纹管型机械密封
密封环的受哪些力作用？
弹簧力FS=PSA 介质压力F=P*Ae
液膜压力Fm
密封圈摩擦阻力R
方向一致，使密封面闭合，闭 合力
使密封面分开，开启力
因此，密封面 上的合力为闭 合力减去开启 力
机械密封的主要参数（P117）
密封环带面积A 弹簧比压ps
件等主要零件的尺寸，并对摩擦功率和泄漏量进 行估算。
最后，根据实验或统计资料对上述计算结果进行 修正。当密封流体的压力较高(p＞2-3MPa)时， 应校核密封环的力变形，尤其是弹性模量较低的 石墨、塑料等非金属环；当密封流体的温度较高
或密封端回的pcv值较大时，还应计算密封环的热
变形。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
机械密封设计计算的主要内容（P122）
机械密封与其它形式密封相比，其优点：
密封可靠，在长期运转中密封状态很稳定，泄漏约为 软填料密封的1％；
使用寿命长，在油、水介质中一般可达1—2年或更长， 在化学介质中一般能工作半年以上；
摩擦功率消耗小，其摩擦功率仅为软填料密封的10％ ~50%；
轴或抽套基本上不磨损； 维修周期长，端面磨损后可自动补偿，一般情况下不
需经常性维修； 抗振性好，对旋转轴的振动、偏摆以及轴对密封腔的
偏斜不敏感； 适用范围广，机械密封能用于高温、低温、高压、真
空、不同旋转频率、以及各种腐蚀介质和含磨粒介质 的密封。
缺点如下： 结构较复杂，对加工制造要求高；
安装与更换比较麻烦，要求工人有一定的 技术水平；
发生偶然性事故时，处理较困难； 价格高。
机械密封
Mechanical Seals
Main Content
机械密封的工作原理 机械密封的类型 机械密封的主要参数 机械密封设计 机械密封材料 机械密封的辅助措施 机械密封失效分析
机械密封
定义：
机械密封是一种旋转机械，如离心 泵、离心机、反应釜和压缩机等的轴封 装置。机械密封，又叫端面密封 (Mechanical End Face Seal)．按国 家有关标准定义：由至少一对垂直于旋 转轴线的端面在流体压力和补偿机构弹 力（或磁力）的作用以及辅助密封的配 合下保持贴合并相对滑动而构成的防止 流体泄漏的装置。
机械密封材料
（一） 摩擦副材料 根据统计，机械密封的泄漏大约有80％一95％是 由于密封端而摩擦副造成的。除了要保持密封面平 行之外，主要是摩擦副的材料问题。
摩擦副材料应具备下列条件： 机械强度高．能耐压和耐压力变形； 具有耐严磨性，耐高载荷性，自润滑件好； 配对材料的磨合性好，无过大的磨损和腐蚀； 耐磨性好，寿命长； 导热件和散热性好； 耐高温性能好。 Continue
情况之一者，则认为密封失效： ① 从密封系统中泄漏出大量介质； ② 密纣系统的压力大幅度降低； ③ 封液大量进入密封系统（如双端面机械
密封）。
密封失效的外部特征和具体表现形式(P146)
机械密封失效泄漏的原因分析
机械密封失效的主要形式是静、动环之间的磨损失 效。动、静环端面摩擦副通常靠弹簧椎力来压紧， 阻止泄漏。动、静环压得越紧越不易泄漏，但其间 的摩擦力也随之增大，接触端面在较大摩擦力的作 用下会很快磨损，最后失效泄露。
4）过滤
冲洗液、冷却液或封液中混有杂质，必 须过滤后才能使用。分离杂质可采用普 通过滤器。为不影响机器运转，应并联 安装两个，交替使用。也可以采用磁性 过滤器，使铁屑等杂质吸附在过滤器的 磁套上。旋液分离器结构简单，不易堵 塞，广泛用于分离杂质。
机械密封试验
一般机械密封试验包括下列内容: (1) 密封性能试验； (2) 摩擦磨损特性试验； (3) 特殊工况条件下的密封特性试验； (4) 摩擦副材料的特性及适用范围； (5) 有关各种影响密封性能因素的研究。
机械密封是怎样实现密封的？
轴通过弹簧座和弹簧，带动动环旋转， 静环固定不动，依靠介质压力和弹簧力使 动静环之间的密封端面紧密结合，阻止了 介质的泄漏。摩擦副表面磨损后，在弹簧 的推动实现补偿。为了防止介质通过动坏 与轴之间泄露，装有动环密封圈（2）， 而静环密封圈（7）则阻止了介质沿静环 和端盖之间的泄露。
抗热裂性能好； 耐腐蚀性强； 线膨胀系数小，能耐热变形和尺寸稳定性
好； 切削加工性好，成型性能好； 气密性好； 密度小。
目前用做摩擦副的材料很多。软质材料主要 有：石墨、聚四氟乙烯、铜合金等；硬质材 料主要有：硬质合金、工程陶瓷、金属等。
常用机械密封主要零件材料
机械密封的辅助措施
为使机械密封可靠、稳定地工作，除 密封本身应设计合理、材料选用适当 和制造安装良好外，选用合适的辅助 系统也起着重要作用。常用的辅助措 施包括润滑、冲洗、冷却和过滤等， 可根据具体工作条件加以配合选用。
密封环的主要尺寸
如图所示密封环的主要尺寸，有密封端面宽度b、 端面内直径d1和外直径d2 ，以及有端面凸台高 度h和密封环与轴配合间隙e1和e2。
密封环端面常用软、硬两种不同材料配对。 窄环常用软材料，宽环常用硬材料．这样可 避免磨损后硬环嵌入软环。在强度、刚度允 许前提下，端面宽度b(其值为(d2-d1)／2) 比尽量选取较小值，过大则冷却、润滑效果 不好。但也不宜过小，否则会使端面压力增 加，温度升高，磨损加剧。此外，选择时也 应考虑密封工作的条件，如遇旋转频率高、 易挥发介质和气体环境时，都应适当减小端 面宽度，以利润滑和改善导热状况。
机械密封用于不同密封介质时，各元件要选 择好最佳的材料搭配才能延长其使用寿命。
解决措施
根据上述分析，延长机械密封使用寿命应采取 以下措施和维修方法。
机械密封装配时要正确调节弹簧压缩量，以延 长机械密封的使用寿命。
严格工艺操作和工艺指标的控制，在流量调节 和开停车时，避免发生振动、泵抽空以及冲洗 流体断流等现象。过滤密封介质中的杂质，改 善冲洗冷却条件，或者调大冲洗系统的限流板 孔径，增加冲洗液量，保证冲洗浓的供给平衡 和充足，使机械密封的润滑和散热状况得到改 善，防止机械密封因过热出现烧毁、析出结晶 等现象，延长机械密封的使用寿命。
3. 动环与静环之间的密封：是靠弹性元件（弹簧、波 纹管等）和密封液体压力在相对运动的动环和静环的 接触面（端面）上产生一适当的压紧力（比压）使两 个光洁、平直的端面紧密贴合；端面间维持一层极薄 的液体膜而达到密封的作用。这层膜具有液体动压力 与静压力，它起着平衡压力和润滑端面的作用。两端 面之所以必须高度光洁平直是为了给端面创造完美贴 合和使比压均匀的条件，这是相对旋转密封。
弹簧比压的确定 端面比亚的确定
pv值的计算
机械密封结构选型
根据工作参数p、v、t 选型
根据介质特性选型
影响机械密封选择的主要因素（P143）
过程装备的特点：泵、反应釜、压缩机
被密封介质的性质
♣ 化学性质 ♣ 物理性质 ♣ 危险性
外部公用工程 密封标准 其它因素
操作条件
♣ 温度 ♣ 压力 ♣ 速度 ♣ 密封腔体 ♣ 密封寿命 ♣ 泄露
机械搅拌通风发 发酵罐的结构 （动画演示）
1- 弹簧 2- 动环 3- 硬质合金 4- 静环 5- O形密封圈
机械轴封有三个密封点
1. 静环与压盖之间的密封：通常用各种形状有弹性的 辅助密封圈来防止液体从静环与压盖之间泄漏。这是 一静密封。
2. 动环与轴之间的密封：也是用各种形状有弹性的辅 助密封圈来防止液体从动环与轴之间泄漏。这是一个 相对静止的密封。但当端面磨损时，允许其作补偿磨 损的轴向移动，这个补偿移动是靠弹簧或波纹板来实 现的。
工艺条件不稳定和安装不良造成的震动、离心泵抽 空气化、瞬间断流都会导致机械密封对偶环之间的 液膜破坏，使机械密封在无润滑条件下运行，密封 环温度迅速上升，有的直接烧毁，有的则因为泵恢 复正常工作状态时被急剧冷却，形成热冲击面碎裂。 冲洗流体和冲洗条件不良也会形成热冲击，导致密 封环出现径向裂纹，加剧对偶环的磨损失效。
要求，寿命及可靠性要求； ♣ 主机对密封结构尺寸的限制： ♣ 操作及生产工艺的稳定性。
其次，根据给定的密封工作条件．确定密封的结 构型式及主要零件所用材料，同时考虑设置必要 的润滑、冷却、冲洗、过滤等辅助系统。
第三步，按选定的密封结构，确定合适的端面压
力．计算密封端面的pv值，确定摩擦副和弹性元
机械密封的设计程序
首先，调查、分析密封的使用条件及要求。包括： ♣ 工作参数。包括介质压力、温度、轴径和转速； ♣ 介质特性。有浓度、粘度、腐蚀性、有无固体颗粒
及纤维杂质，是否易汽化 或结晶等； ♣ 主机工作特点与环境条件。连续或间歇工作，主机
安装在室内或露天，周围气氛性质及气温变化等； ♣ 主机对密封的允许泄漏星、泄漏方向(内漏或外漏)
机械密封的密封圈失效也是密封泄漏的主要 原因。动环密封圈装配歪斜或静环装配歪斜； 与密封圈相配合的轴或轴套表面光洁度不够， 或配合尺寸磨小；密封圈和密封介质发生物 理或化学反应，腐蚀变形、老化等均可导致 泄漏。
在装配机械密封前清洗不彻底，划伤元件； 装配不到位；弹簧装偏、紧固螺钉没固紧； 拆卸时损坏等，都是机械密封提前失效的原 因。
机械密封的工作原理
机械密封的组成
根据不同的工况出现了各种各样的结构，但无论哪 种结构都由以下四部分组成。
第一都分是由动环和静环组成的密封端面，有时也 称为摩擦副；
第二部分是由弹性元件为主要零件组成的缓冲补偿 机构，其作用是使密封端面紧密贴合；
第三都分是辅助密封圈，其中有动环和静环密封圈； 第四都分是使动环随轴旋转的传动机构。
3）冷却
机械密封工作时端面上产生的热量应及时 传递出去，否则端面间的液膜就会汽化而 形成于摩擦，这时必须采取相应的冷却措 施。冷却效果与密封几何形状、材料、散 热条件和传热面积等有关。 可利用冲洗孔实现冷却。高温、高速时应 沿圆周均布设置若干个冲洗孔，使密封环 周围温差不至于过大。温度较高时，可用 冷却器来冷却冲洗液，也可以来用间接的 冷却方式。
机械密封的类型
按工作参数结构型式分类
按结构型式分类 平衡式 和非平衡式机械密封
内置式和外置式机械密封
内流式和外流式机械密封
静止式和旋转式机械密封
单弹簧式和多弹簧式机械密封
单端面和双端面机械密封
双端面机械轴封装置
双端面机械轴封装置局部放大
接触式和非接触式机械密封
机械密封试验的目的
(1) 对新设计的产品进行技术验证，考核其质 量性能指标是否达到规定的要求；
(2) 确保产品质量的稳定性； (3) 在特殊工况条件下或对密封有持殊要求时
应进行试验，评价产品性能的适应性； (4) 开发新型的机械密封结构，提高机械密封
的技术水平。
机械密封失效分析
密封失效的定义 被密封的介质通过密封部件并造成下列
2）冲洗
根据冲洗部位不同可分为内冲洗和外冲洗。 内冲洗常用于含颗粒或易结晶介质的机械密 封，以防止颗粒或结晶物进入摩擦端面。内 冲洗液应为于净液体，尽可能利用介质本身， 当介质含颗粒或温度过高不适于直接使用时， 应先进行过滤或冷却。如介质本身不宜作为 冲洗液时，应选择与之相容的另一种液体。 外冲洗可用来带走外漏介质，防止漏液中 污物在摩擦副与轴之间沉积或结晶。 通常利用泵的进口与出口之间的压差或外 部泵设备来实现冲洗。
密封流体压力有效作用面积Ae
密封流体压力作用比压pe 载荷系数K
平均流体膜压力pm 反压系数
开启力Fo 闭合力Fc 端面比压pc
机械密封设计(P121)
机械密封的设计原则 机械密封的设计程序 机械密封设计计算的主要内容 机械密封结构选型 影响机械密封选择的主要因素
机械密封的设计原则（P120）
1）润滑
对密封端面进行适当润滑是减小磨损和延长寿命 的必要措施，部分摩擦热也可由润滑剂带走， 一 般可直接利用介质本身作为润滑剂，若介质本身润 滑件差或对泄漏要求严时，必须采取相应措施，如 密封气体时可采用双端面机械密封，在两端面间引 入封液，变密封气体为密封液体。
端面润滑与泄漏量之间右密切关系。由于对密封 泄漏量都有一定限制，故端面间通常都维持在边界 润滑或半流体润滑状态。只有在高压、高速等特殊 工况下，为保证正常工作和延长存命，才放宽对泄 漏量要求。
单级和双级机械密封
波纹管型机械密封
密封环的受哪些力作用？
弹簧力FS=PSA 介质压力F=P*Ae
液膜压力Fm
密封圈摩擦阻力R
方向一致，使密封面闭合，闭 合力
使密封面分开，开启力
因此，密封面 上的合力为闭 合力减去开启 力
机械密封的主要参数（P117）
密封环带面积A 弹簧比压ps
件等主要零件的尺寸，并对摩擦功率和泄漏量进 行估算。
最后，根据实验或统计资料对上述计算结果进行 修正。当密封流体的压力较高(p＞2-3MPa)时， 应校核密封环的力变形，尤其是弹性模量较低的 石墨、塑料等非金属环；当密封流体的温度较高
或密封端回的pcv值较大时，还应计算密封环的热
变形。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
机械密封设计计算的主要内容（P122）
机械密封与其它形式密封相比，其优点：
密封可靠，在长期运转中密封状态很稳定，泄漏约为 软填料密封的1％；
使用寿命长，在油、水介质中一般可达1—2年或更长， 在化学介质中一般能工作半年以上；
摩擦功率消耗小，其摩擦功率仅为软填料密封的10％ ~50%；
轴或抽套基本上不磨损； 维修周期长，端面磨损后可自动补偿，一般情况下不
需经常性维修； 抗振性好，对旋转轴的振动、偏摆以及轴对密封腔的
偏斜不敏感； 适用范围广，机械密封能用于高温、低温、高压、真
空、不同旋转频率、以及各种腐蚀介质和含磨粒介质 的密封。
缺点如下： 结构较复杂，对加工制造要求高；
安装与更换比较麻烦，要求工人有一定的 技术水平；
发生偶然性事故时，处理较困难； 价格高。