机械密封 ppt课件
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机械密封全面讲解
（2）静止式：补偿机构（弹性元件）不随轴旋转。（用于高速）
2021/5/22
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（七）内装式和外装式机械密封（图1-3）
（1） 内装式：静环装在压盖内侧，静环端面面向工作腔。
（用于温度、压力较高，腐蚀性不强的场合）
（2） 外装式：静环装在压盖外侧，静环端面背向工作腔。
（用于低压、腐蚀性强的场合）
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机械密封是一种用于旋转流体机械的轴封装置。（用 于离心泵、离心机、反应釜、压缩机等设备，轴和设备腔 体间存在一个圆周间隙，设备介质从中泄漏，因此必须设 一道阻漏装置。因机械密封具有泄漏少、寿命长等优点， 成为了主要的轴密封方式，又叫端面密封。）
在国家有关标准中的定义：由至少一对垂直于旋转轴 线的端面组成,在流体压力及补偿机构弹力(或磁力)共同作 用下，以及辅助密封圈的配合下， 该对端面保持贴合并相 对滑动，而构成的防止流体泄漏的装置。
短时间干摩擦，不损伤端面。 （5）易加工，材料成本低
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（二）摩擦副匹配要考虑的因素
（1）一般选择一软一硬的材料配对，软环作窄环，如 YG6/M106K，只有介质含固体颗粒、易结晶、粘度
高 时才选用硬对硬。
（2）尽量采用内装、内流式结构，防止机械杂质进入密封 端面，减少泄漏量。
（3）选导热性良好材料作动环。
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一、机械密封原理
（一）定义与组成（图1-1）
组成:
1.密封端面： 动环、静环─摩擦副
2.缓冲补偿机构：
由弹性元件(圆柱弹簧、 圆锥弹簧、波片弹簧、 波纹管等)构成。—使 贴合; 3.辅助密封圈： 包括动环密封圈、静环 密封圈等，有各种形式： 如O型圈、V型圈、楔 形圈等
机械密封全面讲解ppt课件
机械密封全面讲解
2021/7/31
编辑版pppt
1
目 录
一、机械密封原理 二、机械密封的基本零件 三、机械密封的计算 四、机械密封用材料 五、机械密封辅助系统 六、机械密封性能的影响因素 七、石化行业典型泵的密封 八、机械密封的安装和使用 九、机械密封故障分析 十、补充内容
2021/7/31
编辑版pppt
性好，密封圈不易失效。
2021/7/31
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27
（八）静环(不旋转)
非补偿静环（不旋转不补偿）：主要有三种安装方式： 浮装式、托装式、夹固式。
补偿静环（不旋转只补偿）：其辅助密封圈情况和补 偿动环基本一致。
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28
（九）密封环的种类
整体式（用同一种材料制造）、组合式（如镶嵌）、 表面堆焊、表面喷涂
（1） 内装式：静环装在压盖内侧，静环端面面向工作腔。
（用于温度、压力较高，腐蚀性不强的场合）
（2） 外装式：静环装在压盖外侧，静环端面背向工作腔。
（用于低压、腐蚀性强的场合）
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（八）内流式和外流式机械密封 （一般和内装式、外装式一致）
（1）内流式：泄漏方向朝向轴心。（一般密封都采用这 种结构）
（2）泄漏量与摩擦副端面宽度关系不大 （3）窄的端面摩擦热少，温度梯度小，热变形小，磨损均匀； （4）从受力角度出发，窄的端面整体强度和刚度差，易损坏
或变形。因此应综合考虑。对于普通密封，端面宽度推 荐值如下：
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18
轴 径 ≤16
≤35
≤55
≤70
≤100 ≤120
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目 录
一、机械密封原理 二、机械密封的基本零件 三、机械密封的计算 四、机械密封用材料 五、机械密封辅助系统 六、机械密封性能的影响因素 七、石化行业典型泵的密封 八、机械密封的安装和使用 九、机械密封故障分析 十、补充内容
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性好，密封圈不易失效。
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（八）静环(不旋转)
非补偿静环（不旋转不补偿）：主要有三种安装方式： 浮装式、托装式、夹固式。
补偿静环（不旋转只补偿）：其辅助密封圈情况和补 偿动环基本一致。
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（九）密封环的种类
整体式（用同一种材料制造）、组合式（如镶嵌）、 表面堆焊、表面喷涂
（1） 内装式：静环装在压盖内侧，静环端面面向工作腔。
（用于温度、压力较高，腐蚀性不强的场合）
（2） 外装式：静环装在压盖外侧，静环端面背向工作腔。
（用于低压、腐蚀性强的场合）
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（八）内流式和外流式机械密封 （一般和内装式、外装式一致）
（1）内流式：泄漏方向朝向轴心。（一般密封都采用这 种结构）
（2）泄漏量与摩擦副端面宽度关系不大 （3）窄的端面摩擦热少，温度梯度小，热变形小，磨损均匀； （4）从受力角度出发，窄的端面整体强度和刚度差，易损坏
或变形。因此应综合考虑。对于普通密封，端面宽度推 荐值如下：
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轴 径 ≤16
≤35
≤55
≤70
≤100 ≤120
机械密封课件全解
1）抽空、气蚀或较长时间憋压，导致密封破 坏； 2）对泵实际输出量偏小，大量介质泵内循环， 热量积聚，引起介质气化，导致密封失效； 3）回流量偏大，导致吸人管侧容器(塔、釜、 罐、池)底部沉渣泛起，损坏密封； 4）对较长时间停运，重新起动时没有手动盘车 ，摩擦副因粘连而扯坏密封面； 5）介质中腐蚀性、聚合性、结胶性物质增多； 6）环境温度急剧变化； 7）工况频繁变化或调整； 8）忽然停电或故障停机等。离心泵在正常运转 中忽然泄漏，如不能及时发现，往往会酿成较大 事故或损失，须予以重视并采取有效措施。
机封的弹性元件
4）集装式机械密封
所谓集装式机械密封就是通过密封自带轴套和端盖 将单（双）端面机械密封组合在一起，为整体安装形 式。将其安装到泵上后，不做任何调整（包括弹簧的 压缩量），只需固定轴套和压盖再把剖分式卡环（见 下图中的A）取下，即可投入使用。集装式机械密封在 设计上还有一个特点：卡环的（轴向）宽度就等于弹 簧的压缩量，因此，从外部就可以知道该值的大小。
5）其他分类
按密封腔温度分 t＞150℃ 80＜t≤150℃ -20≤t≤80℃ t＜-20℃ 按密封腔压力分 p＞15MPa 3＜p≤15MPa 1＜p≤3MPa 常压≤p≤1MPa 负压
高温机械密封 中温机械密封 普温机械密封 低温机械密封 超高压机械密封 高压机械密封 中压机械密封 低压机械密封 真空机械密封
3、弹性元件材料
1）弹簧材料 对弹簧材料的要求是：弹性好，耐介质 腐蚀。常用弹簧材料有不锈弹簧钢(1Cr18Ni9Ti等)、铬钢 (3Cr13、4Cr13等)、碳索弹簧钢(60si2Mn等)和磷青铜。 2）波纹管材料 对波纹管材料的要求是：良好的焊接 性能、较大的弹性、一定的耐腐蚀性。常用的波纹管材料 有铁基、铜基和镍基合金以及钛材等，一般以钛基中的镍 铬奥氏体带材为主，尤以1Cr18Ni12Mo2Ti用得最多。高 镍弹性合金被认为是制作波纹管较理想的材料，含铝的材 料用一般焊接技术时会遇到困难。目前国外用得最多的波 纹管材料有AM350（近似Cr16Ni45MnMo3N ）属于固溶 体、低强度、低硬度、高延伸率。
机械密封 第五章 机械密封
平均流体膜压力 Pm——
反压系数
——
闭合力 Fc——
开启力F0——
端面比压 Pc——
上述分析是针对基本结构而进行的，不同的具体 结构，某些参数计算式会有所不同。
4.2 机械密封的分类
机械密封可按不同的方法分类。
1）按使用密封的工作主机可分为：泵用、釜用、 压缩机用机械密封等
2）可按不同的工作参数分类，如课本P150表4-9 3）按结构型式分类，如课本P151表4-10
机械密封系统的功能单元流程
1）冲洗 根据冲洗液的来源和走向，冲洗可分为自冲洗、 外冲洗和循环冲洗。 利用被密封介质本身来实现对密封的冲洗称为自 冲洗。 正向 直通 冲洗
正向旁通
反向旁通
利用另外一种外来的冲洗液来实现对密封的冲洗 称为外冲洗。
利用循环轮（套）、压力差、热虹吸等原理实现冲 洗流体循环使用的冲洗方式称为循环冲洗
组成: 1. 密封端面：动环、静 环─摩擦副 2. 缓冲补偿机构：由弹 性元件(圆柱弹簧、圆锥 弹簧、波片弹簧、波纹 管等)构成。—使密封断 面紧密贴合; 3. 辅助密封圈：包括动 环密封圈、静环密封圈 等 4. 使动环随轴旋转的传 动机构
2. 密封机理
（1） 4个密封点（亦称4个泄漏点，如上图） 泄漏点1—摩擦端面泄漏点，依靠弹力和介质压力 保持贴和（动密封点,两个摩擦副之间有相对转动） 泄漏点2—补偿环密封圈，静密封点，密封圈与轴 或轴套之间有微动; 泄漏点3—非补偿环密封圈，静密封点，密封圈与 相配合件之间相对静止; 泄漏点4—压盖与腔体间的密封圈，静密封点，密 封圈与相配合件之间相对静止.
3）补偿环（动环）必须处于自由补偿状态，能进行轴向 的自我调节
4）补偿环和非补偿环必须有可靠的防转措施，防止在扭 转载荷的作用下，发生相对于轴或壳体的周向滑动或 转动
双端面机械密封演示幻灯片
轴头设计
23
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搅拌轴直径计算
影响搅拌轴直径的四个因素 1、扭转变形 2、临界转速 3、扭转和弯矩联合作用下的强度 4、轴封处允许的径向位移
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搅拌轴的力学模型
28
按扭转变形计算搅拌轴的直径
刚度条件
583 .6M n max
Gd 4 (1 4 )
[ ]
轴径
d
4.92(
[
M n max
某一带夹套的立式搅拌反应器，设备容积V=2.5 m3，操作容 积V0=2 m3，长径比（H/D）=1，工艺要求传热面积为7 m2， 搅拌功率为1.4KW，搅拌轴转速为50r/min。已知釜内压力为 0.2 Mpa，夹套内压力为0.3 Mpa，内筒壁厚10mm，内筒与 夹 套 采 用 相 同 材 料 ， [ σ]t=113Mpa，σs=235Mpa， G=8×104Mpa。
标准填料箱
表（8-13）
44
填料压盖高度：
h (1 ~ 2)H 33
45
机械密封
（端面密封）
动、静界面 密封点 径向密封 端面比压
46
动环和静环 弹簧压紧装置
密封圈
47
机械密封的分类
按密封面的对数分单 双端 端面 面机 机械 械密 密封 封表（8-14）
按密封元件置于釜体内外分内外装装式式机机械械密密封封
（3）导热性要好，能够将摩擦产生的热量尽快传递出去。
（4）高温高压条件下使用的填料，要求具有耐高温性能 及足够的机械强度。
42
植物纤维
填料非金属填料动 矿物 物纤 纤维 维
人造纤维
金属填料（钢、铅、铜等）
表（8-13）
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《机械端面密封技术》课件
六、结论
机械端面密封技术具有重要的优势，在未来将继续发展。我们期待着更多创 新和突破，为工业领域带来更可靠的密封解决方案。
七、参考文献
• 张三. (2020). 机械端面密封技术. 《机械工程学报》, 38(5), 123-135. • 李四. (2019). 现代机械密封技术研究. 北京大学学报, 56(2), 45-56.
二、机械端面密封的类型
双端面机械密封
双端面机械密封是应用较广泛的一种类型， 可以有效防止泄漏。
外置型机械密封
外置型机械密封适用于一些特殊要求的工业 设备，具有较高的防泄漏能力。
单端面机械密封
单端面机械密封适用于某些特定的应用场景， 如低压和低温环境。
内置型机械密封
内置型机械密封常用于一些对安全要求较高 的设备，具有良好的密封效果。
《机械端面密封技术》 PPT课件
欢迎来到《机械端面密封技术》PPT课件。本课件将为您介绍机械端面密封 技术的概述、类型、构成原理、常见问题及解决方法、未来发展等内容。让 我们一起探索这个重要领域的知识。
一、概述
机械端面密封技术是一种用于防止流体及气体泄漏的技术。本节将对该技术 进行定义，并探讨其应用领域、原理和意义。
磨损
密封元件的磨损会影响密封效果，定期检查 和更换密封元件可以解决这个问题。
腐蚀
在一些特殊环境中，机械密封可能受到腐蚀， 采用耐腐蚀材料可以解决这个问题。
温度过高
在高温环境下，机械密封可能受到损坏，选 择耐高温材料和增加冷却措施可以解决这个 问题。
五、机械端面密封技术的未来发展
• 新材料的应用：利用新材料的特性提升机械端面密封的性能。 • 数字化技术的普及：采用数字化技术进行密封参数的监测和调整。 • 环保节能的要求：开发更环保和节能的机械端面密封技术。
机械密封全面讲解课件
2019/9/5
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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。
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两套密封沿同一方向布置，密封腔压力逐级降低, 用于高压场合。
（1）内流式：泄漏方向朝向轴心。（一般密封都采用 这
种结构）
（2）外流式：泄漏方向朝向离心力方向。（泄漏量大，
只有在压力、温度都不高的腐蚀性介质中 用（）九）多弹簧和单弹簧机械密封
（1）多弹簧：（又叫小弹簧，轴向尺寸小，轴向弹力均
匀）宜用于高速，不宜用于腐蚀性介质。
（2）单弹簧：（又叫大弹簧，轴向尺寸大，轴向弹力不
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一、机械密封原理 二、机械密封的基本零件 三、机械密封的计算 四、机械密封用材料 五、机械密封辅助系统 六、机械密封性能的影响因素 七、石化行业典型泵的密封 八、机械密封的安装和使用 九、机械密封故障分析 十、补充内容
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（一）定义与组成（图1-1）
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（2）静止式：补偿机构（弹性元件）不随轴旋转。（用于高速）
2019，静环端面面向工作腔。
（用于温度、压力较高，腐蚀性不强的场合）
（2） 外装式：静环装在压盖外侧，静环端面背向工作腔。
（用于低压、腐蚀性强的场合）
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（一般和内装式、外装式一致）
组成:
1.密封端面： 动环、静环─摩擦副 2.缓冲补偿机构： 由弹性元件(圆柱弹簧、 圆锥弹簧、波片弹簧、 波纹管等)构成。—使 贴合; 3.辅助密封圈： 包括动环密封圈、静环 密封圈等，有各种形式： 如O型圈、V型圈、楔形 圈等
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。
27
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。
机械密封介绍(共90张PPT)
高温作业。当摩檫面积储高温不易散发时，引起树脂析出焦化 ，石墨呈粉状脱落，由系统故障或冷却效能缺乏引起。
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
58
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
Standard Mechanical Seals
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，
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
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第三章 机械密封
教学重点： （1）机械密封结构、原理； （2）机械密封与软填料密封比较时的优缺点； （3）内（外）流式单端面机械密封的端面比压计算。 教学难点： （1）机械密封的设计计算； （2）机械密封的冷却、冲洗与安装； （3）特殊工况下机械密封的设计要点。 （4）密封技术与润滑的关系 。
1
第一节 机械密封原理和基本结构型式
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。
5
3.基本构件
（1）动环和静环
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。
4
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
11
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。
12
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。
（3）辅助密封元件 型式：O形、V形、矩形等
8
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；
⑤ 轴或轴套不受磨损；
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。
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 一次性投资高。
9
表3-1机械密封与填料密封的比较
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。
7
（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。
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
180～450ml/h
一般为软填料密封的１％
机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
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
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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。
➢ 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。
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2.密封原理
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3 4
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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
机械密封主要是将较易泄漏的轴向密封改为不易泄漏的 端面密封。如图3-1所示，当轴转动时，带动了弹簧座、 弹簧压板、动环等零件一起转动，由于弹簧力的作用使 动环紧紧压在静环上。轴旋转时，动环与轴一起旋转， 而静环则固定在座架上静止不动，这样动环与静环相接 触的环形密封面阻止了介质的泄漏。
一、密封原理和特点
1.结构
（1）组成
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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
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
9-紧定螺钉
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（2）固定
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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
教学重点： （1）机械密封结构、原理； （2）机械密封与软填料密封比较时的优缺点； （3）内（外）流式单端面机械密封的端面比压计算。 教学难点： （1）机械密封的设计计算； （2）机械密封的冷却、冲洗与安装； （3）特殊工况下机械密封的设计要点。 （4）密封技术与润滑的关系 。
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第一节 机械密封原理和基本结构型式
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。
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3.基本构件
（1）动环和静环
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。
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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
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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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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。
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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。
（3）辅助密封元件 型式：O形、V形、矩形等
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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；
⑤ 轴或轴套不受磨损；
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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。
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 一次性投资高。
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表3-1机械密封与填料密封的比较
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。
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（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。
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
180～450ml/h
一般为软填料密封的１％
机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
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
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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。
➢ 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。
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2.密封原理
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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
机械密封主要是将较易泄漏的轴向密封改为不易泄漏的 端面密封。如图3-1所示，当轴转动时，带动了弹簧座、 弹簧压板、动环等零件一起转动，由于弹簧力的作用使 动环紧紧压在静环上。轴旋转时，动环与轴一起旋转， 而静环则固定在座架上静止不动，这样动环与静环相接 触的环形密封面阻止了介质的泄漏。
一、密封原理和特点
1.结构
（1）组成
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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
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9-紧定螺钉
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（2）固定
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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