机械密封结构
典型机封工作原理_带图解
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。
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
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
6
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
机械密封的概念及组成结构
机械密封的概念及组成结构机械密封是工业生产中常见的一种密封结构，用于阻止或减少介质（液体或气体）在机械设备或装置中泄漏。
它通常由密封零件、密封剂和其他辅助装置组成。
下面我将详细介绍机械密封的概念和组成结构。
机械密封是一种通过相对运动的两个密封零件之间的接触实现密封作用的装置。
通过密封零件的相对运动，形成摩擦作用，从而阻止介质的泄漏。
机械密封通常应用于高压、高速、高温、腐蚀性介质等特殊工况下，具有较好的密封效果和使用寿命。
机械密封的组成结构包括以下部分：密封面、密封剂、密封罩、弹性元件和辅助装置。
1. 密封面：机械密封的两个相对移动的部分称为密封面。
根据密封原理和应用环境的不同，常见的密封面形式包括平面密封面、球面密封面和锥面密封面。
密封面的材质通常选择耐磨、耐腐蚀的硬质材料，如陶瓷、碳化硅和碳化钨等。
2. 密封剂：机械密封的密封效果主要依赖于密封剂的作用。
常见的密封剂包括填充物和润滑剂。
填充物通常用于填充密封面之间的间隙，增强密封效果。
常用的填充物材料有聚四氟乙烯、鳌鱼石等。
润滑剂主要用于减小密封面的摩擦系数，提高密封效果，并能帮助散热。
常用的润滑剂有润滑油和润滑脂等。
3. 密封罩：密封罩是保护和支撑密封零件的装置，通常由金属材料制成。
密封罩可以起到固定密封零件、减少泄漏和保护密封面的作用，在一些特殊的工况下，还可以起到防爆和防静电的作用。
4. 弹性元件：弹性元件是机械密封的重要组成部分，通常由弹性材料制成。
它的作用是紧密地压紧密封零件，保证密封面的接触紧密，防止泄漏。
常见的弹性元件包括弹簧、弹片和弹性橡胶等。
5. 辅助装置：辅助装置用于增强机械密封的性能和可靠性，包括冷却装置、冲洗装置和泄漏报警装置等。
冷却装置常用于高温工况中，通过循环冷却介质来降低密封零件和密封面的工作温度。
冲洗装置用于清洗密封面，防止堆积的污物和杂质影响密封效果。
泄漏报警装置可以检测泄漏情况，及时报警，以保障生产安全。
综上所述，机械密封是一种通过相对运动的两个密封零件之间的接触实现密封作用的装置。
机械密封的基本结构及主要特点
机械密封是一种用来解决旋转轴与机体之间密封的装置。
它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)作用下及辅助密封的配合下，保持贴合并相对滑动而构成防止流体泄漏的装置，常用于泵、压缩机、反应搅拌釜等旋转式流体机械的密封；也用于齿轮箱、阀门、旋转接头、船舶尾轴等的密封。
机械密封一般由5个部分组成：(1)由补偿环和非补偿环构成的密封端面，(2)由弹性元件为主构成的加载、补偿和缓冲机构；(3)辅助密封；(4)与旋转轴连接，并同轴一起旋转的传动机构；(5)防转机构。
机械密封的结构不同，其零件也不尽相同，但这5个要素基本上都应具备。
(1)补偿环与非补偿环：补偿环是具有轴向补偿能力的密封环，它可以是旋转环(亦称动环)，也可以是非旋转环。
非补偿环是不具有轴向补偿能力的密封环，同样可以是旋转环，也可以是非旋转环(亦称静环)。
两者的端面贴合在一起构成密封端面。
它是机械密封的主要构件，起主密封作用。
近年来，在有些情况下，补偿环用软质材料制造，端面较窄；非补偿环用硬质材料制造，端面较宽。
(2)弹性元件与弹簧座：二者构成了加载、补偿和缓冲机构，以保证机械密封在安装后端面贴合；在磨损时及时补偿；在受振动、窜动时起缓冲作用。
(3)辅助密封圈：起辅助密封作用，分补偿环辅助密封圈和非补偿环辅助密封圈两种。
(4)传动机构：起传递转矩的作用。
在旋转式机械密封中，多弹簧结构常用凸圆凹坑、柱销、拨叉等方式传动，传动机构多布置在弹簧座和补偿环上；文章由宁波泽德水泵整理单弹簧结构常以弹簧自身的并圈或带钩结构兼起传动作用。
在静止式机械密封中，旋转环常以键、柱销来传动。
(5)防转机构：起克服转矩作用，其结构型式与传动结构相反。
机械密封结构 原理
机械密封结构原理
机械密封结构是一种用于密封旋转轴与外界环境之间的装置。
其主要原理是利用摩擦力和机械压力来阻止液体或气体从轴上泄漏出来，同时避免外界物质进入机械设备内部。
机械密封由两个主要部分组成：固定环和旋转环。
固定环被安装在机械设备上，而旋转环则附在旋转轴上。
当旋转轴转动时，旋转环会随之旋转。
两个环之间通过轴向压力和摩擦力的作用来实现有效的密封。
机械密封的密封性能主要依赖于以下几个因素：
1. 密封面：固定环和旋转环的接触面通常是由耐磨材料制成，如碳化硅、陶瓷等。
这些材料具有良好的摩擦性能和耐磨性，能够确保密封面的完整性。
2. 密封剂：在密封面上通常需要涂抹一层密封剂，以填补微小的间隙并增加密封性能。
常用的密封剂有聚四氟乙烯（PTFE）和润滑油等。
3. 压力：通过调节密封装置的压力，可以控制密封的紧密程度。
一般来说，较高的压力能够获得更好的密封效果，但过高的压力可能导致密封件的损坏。
4. 温度：机械密封对温度的适应性也是一个重要因素。
一些高温或低温环境下的机械密封需要采用特殊材料来保证其性能。
总之，机械密封结构通过利用摩擦力和压力来实现旋转轴与外界环境的密封，广泛应用于各种机械设备中，确保其正常运转和安全可靠。
机封的种类和结构
机封的种类和结构机械密封的种类和结构1、内容提纲：①机封的定义②机封的种类③机封的结构④典型机封及泄漏点分析2、机械密封的定义机械密封也称端面密封，主要用于泵、压缩机、液压传动和其他类似设备的旋转轴的密封。
机械密封是由一对或数对动环与静环组成的平面摩擦副构成的密封装置。
3、机械密封的种类按弹簧元件旋转或静止可分为：旋转式：旋转式内装内流非平衡型单端面密封静止式：静止式外装内流平衡型单端面密封按静环位于密封端面内侧或外侧可分为：内装式和外装式。
按密封介质泄漏方向可分为：内流失和外流式。
按介质在端面引起的卸载情况可分为：平衡式和非平衡式。
按密封端面的对数可分为：单端面和双端面。
按弹簧的个数可分为：单弹簧式和多弹簧式。
按弹性元件分类：弹簧压缩式和波纹管式。
按非接触式机械密封结构分类：流体静压式、流体动压式、干气密封式。
按密封腔温度分类：高、中、普、低温密封。
按密封腔压力分离：超高、高、中、低压机械密封。
4、机封的结构从结构特点看，机械密封型式多种多样，但按组成讲，它主要由4个基本单元组成：①密封单元②缓冲补偿单元③传动单元④辅助密封单元①密封单元：由动环和静环组成的密封端面，这是机械密封的核心。
②缓冲补偿单元：以弹簧为主要元件而组成的缓冲补偿机构，它是维持机械密封正常工作的重要条件。
③传动单元：由轴套、键或固定销钉组成的传动机构，它是实现动环随轴一起旋转的可靠保证，也是实现动密封的前提条件。
④辅助密封单元：由动环密封圈和静环密封圈等元件组成，它是解决密封端面之外的、有泄漏可能的部位之辅助性密封机构，是机械密封不可缺少的组成要素。
5、密封基本组件6、典型机械密封及泄漏点分析泵用机械密封种类繁多，型号各异，但泄漏点主要有五处：(1)轴套与轴间的密封；(2)动环与轴套间的密封；(3)动、静环间密封；(4)对静环与静环座间的密封；(5)密封端盖与泵体间的密封。
7、集装式机械密封安装方法①把动环固定在轴套上。
②将静环卡在压盖内。
机械密封的结构
图2-1单端面机械密封
10轴套密封圈
5弹簧
2动环
9静环密封圈
7轴套
1静环
6定位环
4推环
8动环密封圈
3压盖
构成机械密封的基本元件有; 1静环、2动环、3压盖、4推环5弹簧6定位环
、7轴套、8动环密封圈、9静环密封圈圈等组成。
机械密封的结构
二、机械密封的泄漏通道点如下：
4－压盖密封圈 5－轴套密封圈
2－摩擦副 1－静环密封圈
3－动环密封圈
机械密封的结构
三、 机械密封的优缺点
1、优点， （1）结构可靠，泄漏量可以限制到很少，只要主密封面的表面粗糙度
和平直度能保证达到要求，只要材料耐磨性好，机械密封可以达到很 少泄漏量，甚至肉眼看不见泄漏。 （2）寿命长。在机械密封中，主要磨损部分是密封摩擦副端面，因为 密封端面的磨损量在正常工作条件下不大，一般可以连续使用1～2年， 特殊场合下也有用到5～10年。 （3）运转中无需调整。由于机械密封靠弹簧力和流体压力使摩擦副贴 合，在运转中自动保持接触，装配后就不用像普通软填料那样需调整 压紧。
机械密封的结构
（2）机械密封结构多种多样，最常用的机械密封结构是端面密封。 见图2-1。端面密封的静环、动环组成一对摩擦副，摩擦副的作用是 防止介质泄漏。它要求静环、动环，具有良好的耐磨性，动环可以在 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。构成机械密封的基本元件有静环、动 环、压盖、推环、弹簧、定位环、轴套、动环密封圈、静环密封圈轴 套密封圈等。
术等，特别是干气密封的安装要求更高。而且密封技术发展的很快， 新技术不断出现给我们维修带来了新的课题。 （2）结构复杂、拆装不便。与其它密封比较，机械端面密封的零件数 目多，要求精密，结构复杂。特别是在装配方面较困难，拆装时要从 轴端抽出密封环，必须把机器部分（联轴器）或全部拆卸。这一问题 目前已作了某些改进，例如采用拆装方便并可保证装配质量的剖分式 和集装式机械密封等。
机械密封的结构和材料选择
机械密封的结构和材料选择Title: 机械密封的结构和材料选择Introduction:机械密封是工业领域中常用的封闭装置，用于防止液体或气体在机械装置的运动过程中泄漏。
作为一种关键部件，机械密封的结构和材料选择对于提高设备的性能和寿命至关重要。
本文将对机械密封的结构和材料选择进行深入探讨，旨在帮助读者更全面、深刻地理解这一关键技术。
I. 机械密封的基本结构1. 静密封环：静密封环主要由金属或非金属材料制成，常见的有橡胶、石墨等。
它位于机械密封的固定端，起到密封作用，防止液体和气体泄漏。
2. 动密封环：动密封环与静密封环相接触，在运动过程中承受较大的工作压力和摩擦力。
材料的选择需要考虑耐磨、耐腐蚀和耐高温等性能。
3. 弹性填料：弹性填料是机械密封的关键部件，起到填充密封空隙的作用。
常见的填料材料有聚四氟乙烯（PTFE）和柔性石墨等。
4. 密封盖和密封座：密封盖和密封座是机械密封的重要组成部分，起到固定密封环和填料的作用。
II. 材料选择的考虑因素1. 工作环境：机械密封一般用于各种工业设备中，不同的工作环境对材料的要求也不同。
在高温环境下，需要选择耐高温材料，如陶瓷，以保证密封性能的稳定。
2. 工作介质：机械密封接触到的工作介质可能是液体、气体或固体颗粒等，不同的介质对材料的腐蚀性和耐磨性有不同要求。
根据介质的性质选择合适的材料可以延长机械密封的使用寿命。
3. 工作压力：机械密封在工作过程中需要承受不同的工作压力，材料的选择应该考虑其耐压性能，以保证密封效果和安全性。
4. 经济性：材料的成本和可获得性也是选择的考虑因素之一，既要保证密封性能，又要尽可能降低成本，提高设备的经济性。
III. 常用的机械密封材料1. 橡胶类：橡胶类材料具有良好的密封性和柔韧性，常用于一般工业设备的机械密封中，如氯丁橡胶和聚氨酯等。
2. 聚四氟乙烯（PTFE）：PTFE是一种优良的非金属密封材料，具有极强的耐腐蚀性和低摩擦系数，在化工、冶金等工业领域得到广泛应用。
机械密封的基本结构、作用原理和特点
第一章!机械密封的基本结构、作用原理和特点第一节!机械密封的基本结构、作用原理和要求机械密封是一种依靠弹性元件对静、动环端面密封副的预紧和介质压力与弹性元件压力的压紧而达到密封的轴向端面密封装置（图"#"），故又称端面密封。
构成机械密封的基本元件有：端面密封副（静环"和动环$）、弹性元件（如弹簧%）、辅助密封（如&形圈’和(）、传动件（如传动销)和传动螺钉*）、防转件（如防转销"+）和紧固件（如弹簧座,、推环"$、压盖""、紧定螺钉-与轴套")）。
机械密封基本元件的作用和要求如下："）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。
$）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。
)）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。
%）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。
,）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。
机械密封的结构
机械密封的结构导言机械密封是工业设备中常用的一种密封方式，它通过机械装置的配合，形成一个密闭的空间，阻止流体或气体的泄漏。
机械密封常被应用于泵、压缩机、搅拌设备等各种旋转设备中。
本文将对机械密封的结构进行详细探讨。
1. 机械密封的基本结构机械密封的基本结构由两个主要部分组成：静环和动环。
静环为固定不动的零件，通常安装在固定的设备上，如泵体；动环则与旋转部件连接，如泵轴。
静环和动环通过密封面形成一个密闭的间隙，有效阻止介质的泄漏。
机械密封的结构通常还包括以下几个关键组成部分：1.1 密封面密封面是机械密封中最重要的部分，它直接决定了机械密封的密封效果。
常见的密封面材料包括硬质合金、陶瓷、石墨等。
密封面的形状通常为平面、凸面、凹面等，不同的形状可根据实际工况要求进行选择。
1.2 弹簧弹簧是机械密封中提供压紧力的部分，它的作用是使密封面保持压力，确保密封效果。
弹簧通常由不锈钢制成，其选择要考虑到介质的性质和工作条件。
1.3 密封环密封环是机械密封中的一个重要组件，它可以提供各种不同形状和材料，以适应不同的工况。
常见的密封环包括O型圈、V型圈等。
密封环的选择要根据介质的温度、压力和化学性质等因素进行合理选择。
根据不同的结构特点和应用领域，机械密封可分为多种类型。
以下将介绍其中的几种常见类型。
2.1 单端面机械密封单端面机械密封是最简单最常见的机械密封类型，它只有一个密封面，通常用于轴封和盘封的密封。
单端面机械密封结构简单，易于安装和维修。
2.2 双端面机械密封双端面机械密封是采用两个密封面的密封结构，常用于旋转设备的密封，例如泵。
双端面机械密封相较于单端面机械密封，在密封效果和稳定性方面更为优秀。
波纹管机械密封是通过波纹管的弹性变形实现密封的一种特殊机械密封。
它具有密封效果好、摩擦小、寿命长等优点，广泛应用于高温、高压和腐蚀介质的密封。
3. 机械密封的应用机械密封广泛应用于工业领域的各个行业，特别是涉及到流体控制的设备。
机械密封介绍(共90张PPT)
Standard Mechanical Seals
59
，
c. 高速。高速很容易在摩檫面积储高温，冷却不充分立即引起故 障。
d. 颗粒、结晶物，通常二个面都是硬材料。
e. 盐类溶液，须保持封液的温度、浓度，使无盐粒析出
故障可分为有形和无形二种。
有形故障比较好找，也容易寻到病根。
Standard Mechanical Seals
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典型的有形故障例证
1. 卸压时大量泄漏，是压力变形的表现，拆检密封面可见V形间隙 。
可用增强环强度，调整平衡度解决。
密封面磨损快
当封压超过30bar时，密封面的磨损显著加快，假设允许有点泄 漏，密封厂大多会制成动力密封。
第一章
密封原理
Standard Mechanical Seals
1
第一节 绪论
机械密封是通过结构转换,将 伸出轴与静止部件的密封结构，由
填料的径向接触、转换成轴向接触
的一种结构。
Standard Mechanical Seals
2
它的优点是
二个接触平面可以做得很精确.
平面磨损后，可以自动补偿。
气体密封 高速很容易在摩檫面积储高温，冷却不充分立即引起故障。
缩机、釜等得到广泛应用。
博格曼公司给了一个正常密封的泄漏量公式：
次级密封圈,通常是橡胶O形圈或四氟圈。
可用增强环强度，调整平衡度解决。
串联密封常用的一种系统。
停堆冷却泵〔秦山二期〕 5 称过平衡型密封 它是一种不稳 高温泵的紧定螺钉要拧紧封固；
Standard Mechanical Seals
机械密封结构及原理
机械密封结构及原理
机械密封是一种广泛应用的密封结构，其工作原理是通过机械零件之间的摩擦来实现密封。
本文将围绕机械密封的结构及原理进行探讨。
一、机械密封的结构
机械密封的结构一般分为推力平衡式和非推力平衡式两种。
1. 推力平衡式：推力平衡式机械密封结构包括密封端面、密封环、弹簧、平衡片、止推环、方形橡胶密封圈等。
其中，密封环通过压缩弹簧使其与轴套端面密封，平衡片则用于消除轴在高速旋转时的推力。
2. 非推力平衡式：非推力平衡式机械密封结构则包括密封环、弹簧、止推环等。
与推力平衡式相比，非推力平衡式机械密封结构省去了平衡片和方形橡胶密封圈。
二、机械密封的原理
机械密封的工作原理主要是利用机械零件间的摩擦来实现密封。
1. 密封环：密封环为机械密封的重要组成部分，其外部表面与轴套配合，内部表面与轴配合。
通过保证密封环与轴套和轴的表面几何尺寸、表面粗糙度和表面之间的配合质量，实现密封效果。
2. 弹簧：弹簧的作用是让密封环能够靠近轴表面，使密封环与轴表面紧密接触，从而解决介质泄漏问题。
3. 平衡片：为了解决轴在旋转时所产生的推力，通常在推力平衡式机械密封中会加装平衡片。
平衡片通过调整压力平衡，达到消除轴的推力的目的。
4. 止推环：止推环作为机械密封的一种辅助密封结构，主要是承担轴在往密封端运动的推力，它通过垫片与端面垫接，使得轴向推力转化为端面密封压力。
总之，机械密封是一种结构简单、可靠性高的密封结构，通过其工作原理，能够有效地解决各种工业领域中的密封问题。
机械密封的结构形式
机械密封的结构形式机械密封是一种用于防止液体和气体泄漏的装置。
它由各种部件组成，形式多样，适用于不同的工况和应用场合。
下面将介绍几种常见的机械密封的结构形式。
1.布式机械密封布式机械密封是最常见的一种机械密封结构形式。
它由密封环、弹簧、填料环和静环组成。
密封环一般采用橡胶材料，具有一定的弹性，能够适应轴的旋转。
弹簧用于使密封环紧密贴合轴面，防止泄漏。
填料环用于填充到密封环与轴面之间的空间，进一步增加密封效果。
静环则用于固定整个密封装置。
2.单端面机械密封单端面机械密封适用于对密封要求较高的场合，如高温、高压和易燃易爆等环境。
它由密封环、静环、填料环和弹簧组成。
在单端面机械密封中，填料环是最为重要的部件，它负责填补与旋转轴相贴的表面不规则的间隙，并保证密封性能。
3.双端面机械密封双端面机械密封适用于双向运动和双向密封的场合，如泵的进出口。
它由两个密封环、两个填料环和两个静环组成。
这种结构形式能够同时防止液体或气体的泄漏，提高密封效果。
4.多端面机械密封多端面机械密封适用于多个轴或轴与内壁之间的密封。
它由多个密封环、填料环和静环组成。
这种结构形式最大限度地提高了机械密封的效果，适用于对密封要求较高的场合。
5.各向异性机械密封各向异性机械密封是一种相对较新的机械密封结构形式。
它由多个填料环和多个弹簧组成。
填料环和弹簧的材料和形状具有各向异性，能够适应不同方向上的密封需求。
这种结构形式适用于复杂的工况和特殊的应用场合。
总的来说，机械密封的结构形式多种多样，可以根据不同的工况和应用场合进行选择。
通过合理的结构设计和材料选择，机械密封能够提供可靠的密封效果，防止液体和气体泄漏。
潜水泵机械密封结构
潜水泵机械密封结构潜水泵机械密封结构是一种用于潜水泵的关键部件，它具有防水、密封与保护泵的重要功能。
潜水泵机械密封结构的设计旨在有效地防止泵内介质泄漏，并确保泵的正常运行。
潜水泵机械密封通常由以下几个关键部分组成：密封环、填料、填料盒、活塞和弹簧。
密封环是机械密封最重要的部分，它负责与旋转轴紧密配合，并固定于泵体内。
填料则用于填充在密封环与旋转轴之间的间隙，以实现更好的密封效果。
填料盒被设计成可调节的，以便对填料进行适当的压缩和调整。
通过填料盒的调节，可以确保密封效果的可靠性并防止泄漏。
活塞和弹簧用于控制填料盒的紧固力，以适应不同的工作条件。
潜水泵机械密封结构的设计主要考虑以下因素：耐磨性、耐腐蚀性、耐高温性和耐压性。
由于潜水泵通常工作于恶劣环境下，如含有砂、酸碱或高温介质的水中，密封结构必须能够在长时间使用中保持稳定的性能。
因此，旋转部件通常采用耐磨度高的材料，并进行特殊的表面处理，以提高其耐磨性和耐腐蚀性。
填料通常选择耐高温和耐压的材料，以确保密封效果的持久性。
除了上述基本结构，一些先进的潜水泵机械密封结构还采用了液体注入系统。
这种系统通过将清洁的液体置于密封腔内，形成一个压力相对较低的环境，使得外界的液体难以渗入。
液体注入系统在一些特殊的工作环境下表现出更好的密封效果，并延长了机械密封的使用寿命。
总而言之，潜水泵机械密封结构的设计与选择对泵的性能和使用寿命有着重要的影响。
具备良好的密封效果和耐久性的机械密封结构可以保证潜水泵的正常运行，提高工作效率，并减少维护和更换的频率。
因此，在选择和使用潜水泵机械密封结构时，需要仔细考虑工作环境和泵的要求，以确保选择最适合的密封结构。
机械密封结构原理、故障原因及处理方法以及工艺标准
生产技术培训教案主讲人：杨立亚技术职称：所在生产岗位：技术员讲课时间：2010年05月24日培训题目：培训题目：机械密封结构原理、故障原因及处理方法以及工艺标准培训目的：熟悉掌握机械密封检修检查要求和质量验收标准，加强过程质量控制，提高检修工艺，确保检修质量受控。
内容摘要：一、机械密封结构原理二、故障原因及处理方法以及工艺标准培训内容：一、机械密封结构原理机械密封是靠一对或数对垂直于轴，做相对滑动的端面在流体压力和补偿机构的弹力（或磁力）作用下保持贴合并配以辅助密封而达到阻漏的轴封装置。
图1 机械密封结构常用机械密封结构如图1所示。
由静止环（静环）1、旋转环（动环）2、弹性元件3、弹簧座4、紧定螺钉5、旋转环辅助密封圈6和静止环辅助密封圈8等元件组成，防转销7固定在压盖9上以防止静止环转动。
旋转环和静止环往往还可根据它们是否具有轴向补偿能力而称为补偿环或非补偿还。
机械密封中流体可能泄漏的途径有如图1中的A、B、C、D四个通道。
C、D泄漏通道分别是静止环与压盖、压盖与壳体之间的密封，二者均属静密封。
B通道是旋转环与轴之间的密封，当端面摩擦磨损后，它仅仅能追随补偿环沿轴向作微量的移动，实际上仍然是一个相对静密封。
因此，这些泄漏通道相对来说比较容易封堵。
静密封元件最常用的有橡胶O形圈或聚四氟乙烯V形圈，而作为补偿环的旋转环或静止环辅助密封，有时采用兼备弹性元件功能的橡胶、聚四氟乙烯或金属波纹管的结构。
A通道则是旋转环与静止环的端面彼此贴合作相对滑动的动密封，它是机械密封装置中的主密封，也是决定机械密封性能和寿命的关键。
因此，对密封端面的加工要求很高，同时为了使密封端面间保持必要的润滑液膜，必须严格腔制端面上的单位面积压力，压力过大，不易形成稳定的润滑液膜，会加速端面的磨损；压力过小，泄漏量增加。
所以，要获得良好的密封性能又有足够寿命，在设计和安装机械密封时，一定要保证端面单位面积压力值在最适当的范围。
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机械密封结构
从结构比较来看，单端面比双端面简单，在制造和装拆上较 容易，因而使用很普遍。双端面因要通入带液体（封液）至 密封腔内起“封堵”和润滑作用，就需另设一套装置。单端 面只适用于一般场合。双端面适用于强腐蚀、主温、带悬浮 颗粒及纤维的介质、气体介质、易燃易爆介质、易挥发粘度 低的介质、高真空、贵重物料及要求介质与空气隔绝且允许 内漏的情况。
机械密封结构
机械密封结构
机械密封结构
机械密封结构
第二节 密封特性与端面液膜承载能力
一、密封特性
1.轴承润滑理论
（1）两平行平板
贴近移动板的油层速度 贴近静止板的油层速度 各油层以不同速度 移动
FX
v
u
y
移动件
O
静止件
Y
油层间剪应力 与速度梯度油层
成正比
此式也称为牛顿粘性液摩擦定律 式中，A——移动板的面积 η——比例常数，即液体的粘度。
内装式受力情况比较好，刚开车时介质压力较低，由不太大 的弹簧力即可对摩擦面构成初始的密封，此时因端面比压较 小，容易形成液膜。内装式端面比压随介质压力增在而增大， 因而增加了密封的可靠性。
一般情况下内装式的介质泄漏方向与离心力方向相反，泄漏情况较外装 式好。所以在介质无腐蚀以及不影响弹簧机能时，应尽可能采用内装式 结构。
机械密封结构
4、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。
单端面：指在密封机构中仅 有一对摩擦副。
双端面：指在密封机构中有 两对摩擦副，且两对摩擦副 处于相同封液压力下（图35）。
密封机构中有两对以上的摩 擦副且密封腔的压力逐渐降 低，根据摩擦副的对数分别 称为双端面、三端面和多端 面。
机械密封结构
2）104、110型机械密封 104为非平衡型，110为平衡型，也按内流骨装式设计， 与前两种不同之处在于它们是靠带耳环的传动套传动。
机械密封结构
3）105、111型机械密封 105型为非平衡型，111型为平衡型，与和第一种型式 比较，不同的是弹性元件为多个沿周向均匀布置的小 弹簧，传动方式是靠传动螺钉，通常也按内流内装式 设计。
高压、高温、高真空、高转速、大 直径密封不能解决
可以
加苛求一般，填料更换方便
动、静环表面粗糙度及平直度 要求高，不易加工，成本高， 装拆不便
一般
动、静环要求较高
机械密封结构
二、结构类型
1、内流式和外流式（图3-2） 按介质泄漏方向分为内流式和外流式。 内流式：介质沿半径方向从端面外周向内泄者称为内流式。 外流式：介质沿半径方向从端面内周向外泄者称为外流式。 内流式的泄漏方向与离心力方向相反，离心力阻碍着流体的 泄漏，因而内流式泄漏比外流式泄漏量小。于是，有固体颗 粒的情况尤其应该采用内流式。这样可防止固体颗粒进入摩 擦面。
机械密封结构
其中：Ae——流体介质作用的有效载荷面积 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——平衡直径（介质压力在补偿环辅助密封处的有效 作用直径） 减小动环的轴向受压面积，可将流体压力施加在摩擦副 端面上的载荷部分甚至全部卸除。这一方法称为卸荷。 因此K表示的是介质产生的比压加到摩擦副上的载荷程 度。 根据d1、d2 和db的不同，K有不同的值。（图3-4）
取微元体进行分析，根据X方向力的平衡，得：
整理后得：
(牛顿粘性 液摩擦定律)
机械密封结构
积分后，已知：y=0时，u=v；y=h时，u=0，利用边界 条件，可得：
再分析任何剖面沿x方向的单位宽度流量
机械密封结构
如图3-11二平面间存在一定的斜楔。随着间隙减小，液压 增大，而斜楔的进出口处压差为零。故有一液压极大值， 对应该处的液膜厚度为h0，则流量
机械密封结构
3、平衡型和非平衡型 主要按介质作用在端面的载荷程度分。 当不计摩擦副间反压力及密封圈摩擦力时，作用在端面上 的比压为：
式中：Pc—端面比压，是指作用于密封面环带的单位 面积上净剩的闭合力，它主要取决于密封结构型式和 介质压力。 P——介质压力 Pn——弹簧比压（弹簧施加到密封环带单位面积上的 压紧力）
机械密封结构
（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。 再进一步，如果我们把弹簧施加到密封环带单位面积 上的压紧力称为弹簧比压ps，那么ps的作用有两点： ①起动停车或介质压力波动时，使密封面维持足够的 比压；②克服密封圈与轴的摩擦力，保持动环沿轴向 移动，以补偿端面的磨损。 因此有人把机械密封定义为：机械密封是一种带有缓 冲机构，并通过与旋转轴大体垂直并做相对转动的密 封端面进行密封的装置。
机械密封结构
4）114型机械密封 114型机械密封为单端面、单弹簧、非平衡结构，旋转 环是靠推环的拨叉带动耳环传动，按外流外装式设计， 主要用于化工腐蚀泵上。
机械密封结构
2、釜用机械密封标准结构 釜用机械密封标准（HG-、5-751-78至HG5-756-78） 列出了化工反应釜搅拌轴用机械密封六种型式共 108种规格，并规定了密封件的材料级别及主要技 术要求。
机械密封结构
三、常用机械密封标准结构简介
1、泵用机械密封标准结构 2、釜用机械密封标准结构
机械密封结构
三、常用机械密封标准结构简介
1、泵用机械密封标准结构 1）103、109型机械密封 103和109型均为单端面、单弹簧、旋转式结构，靠并圈弹簧 及带耳环的推环传动，103为非平衡型，109为平衡型，通常 按内流内装式设计，为国内使用最为普遍的一种结构。
机械密封结构
4、旋转式与静止式 按弹簧的运转状态分为旋转式与静止式。 旋转式：即是弹簧装置及轴的结构简单，径向尺寸较小。高 转速情况下，弹簧及其它转动零件产生的离心力很大，动平 衡要求高，有的介质经强烈搅拌后易结晶，对于这种情况宜 采用静止式较适宜。
机械密封结构
4、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。
⑤ 轴或轴套不受磨损；
⑥ 对旋转轴的振摆和轴对壳体孔的偏斜不敏感；
⑦ 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、易爆、有毒介质的密封。
① 结构较复杂，对制造加工要求高；
缺 ② 安装与更换比较麻烦，要求工人有一定的安装技术水平； 点 ③ 发生偶然事故时，处理比较困难；
④ 一次形等
机械密封结构
4.机械密封的优缺点：（与软填料密封比较）
① 密封可靠，在一个较长的使用期中，不会泄漏或很少
优
泄漏；
点 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；
机械密封结构
机械密封结构
K≥1非平衡型 ：介质作用于单位密封面上的轴向压力 大于或等于密封腔内介质压力，K=1.1～1.2 0<K<1部分平衡型: 介质作用于单位密封面上的轴向压 力小于密封腔内介质压力，K=0.6～0.9 K=0全平衡型：介质对密封面无轴向力 K<0过平衡型：介质对密封面为推开力 令β=1-K，称β为平衡系数，它表示介质产生的比压在 摩擦副上的卸荷程度。 由前面Pc公式可知，β愈大，K愈小，由于介质引起的 端面比压愈小，虽然磨损很小，但不易保证密封；反 之β愈小，K愈大，端面磨损加剧并的热，甚至有咬坏 的危险，那密封就失效了。因此根据经验与试验，β不 宜超过0.5。
材料 ➢ 较好的耐磨性，能有减摩作用（即f要小） ➢ 良好的导热性，把摩擦热及时传出 ➢ 孔隙率小，结构紧密，以免介质在压力下有渗 透。 ➢ 动、静环是一对摩擦副，它们的硬度各不相同。
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。
机械密封结构
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
C
机械密封的主要 特点主是密封面 为垂直于旋转轴 线的端面。
机械密封结构
3.基本构件
（1）动环和静环
机械密封结构
2、内装式和外装式（如图3-3） 按弹簧是否与介质接触分为内装式和外装式。 内装式是弹簧置于工作介质之内，外装式是弹簧置于工作介 质之外。
机械密封结构
外装式特点：一般来说大部分机械密封零件不与介质接触， 且暴露在设备外，便于观察及维修安装。但是由于外装式结 构的介质作用与弹簧力相反（指常用结构）。当介质压力有 波动或升高的情况下，弹簧力余量又不大时，会出现密封不 稳定的情况以致产生泄漏。当介质压力降低时，因弹簧力不 变，在摩擦面上受负荷增大，特别在低压起动时，摩擦副的 表面间尚未构成液膜，此时比压又是最大，容易擦伤端面。
机械密封结构
（2）雷诺润滑方程式
两刚体被润滑油分隔开，移动件以速度v沿x方向滑动， 另一刚体静止不动。忽略压力对润滑油的影响，同时假 设：润滑油沿Z向没有流动；润滑油的流动是层流流动； 油与工作表面吸附牢固，表面油分子随工作表面一同运 动或静止；不计油的惯性和重力的影响，认为润滑油不 可压缩等等。
机械密封结构
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。