第18课 机械密封的结构及原理
机械密封的工作原理和结构
机械密封的工作原理和结构《机械密封的奇妙世界》
嘿，咱今天来聊聊机械密封这玩意儿。
你知道吗，机械密封就像是一个超级守护者，默默守护着各种机器的运行。
就拿我上次在工厂看到的来说吧。
我看到一个大机器在嗡嗡地转着，旁边的师傅就给我介绍说这机器里面就有机械密封呢。
那机械密封啊，就像是给机器的关键部位戴上了一个超级牢固的口罩。
它主要是由动环和静环这两个关键部分组成的。
动环呢，就像是个调皮的小孩子，总是在那里动来动去的，而静环就比较安静啦，稳稳地待着。
它们俩亲密无间地合作，就是为了防止机器里面的液体或者气体乱跑出来。
你想想看呀，要是没有这个机械密封，那机器里面的东西不就到处乱溅啦，那可就乱套喽！就好像我们人要是没有口罩，打喷嚏的时候那口水飞沫不就到处飞啦。
所以说呀，这机械密封的作用可大着呢。
而且呀，这个机械密封的结构也挺有意思的。
它就像一个精心设计的小城堡，每个部分都有它的职责。
比如说密封环，那就是坚守岗位的士兵，坚决不让任何“敌人”突破防线；还有弹簧，就像是个小助手，给密封环提供力量支持呢。
总之啊，机械密封虽然看起来不起眼，但却是机器运行中不可或缺的一部分。
下次你要是看到一个机器在稳稳地工作，说不定就是机械密封在背后默默地付出呢！嘿嘿，是不是很神奇呀！
这就是我对机械密封的认识啦，希望你也能了解这个有趣的小玩意儿哦！。
机械密封工作原理
机械密封工作原理机械密封是一种常用的密封装置，广泛应用于工业设备中。
它的工作原理是利用机械密封件的结构和材料特性，形成密闭的隔离环境，防止液体或气体泄漏。
具体来说，机械密封可以分为旋转密封和静止密封两种类型。
旋转密封是指当一个构件旋转时，通过密封环与静止构件之间的相对运动来实现密封。
旋转密封主要由密封环、固定件、压盖、弹簧等构成。
密封环一般采用密封材料制成，具有良好的弹性和耐磨性，能够适应高速、高温和高压等极端工况。
固定件则安装在静止构件上，具有良好的刚性和密封性，使密封环能够紧密固定在旋转构件上。
压盖和弹簧用于将密封环压紧，使其与固定件形成密封间隙。
旋转密封的工作原理是利用密封环的压紧力和密封面的摩擦力来实现密封。
当旋转构件运转时，由于旋转密封环与固定件之间的相对运动，使得密封环的摩擦面逐渐磨损，产生微小的磨屑。
这些磨屑可以填充在微小间隙中，形成一个具有一定摩擦力的摩擦副。
一方面，这种摩擦力可以通过相对运动迅速产生温度，使磨削面的局部微区变软，密封环的弹性能够填充间隙，从而达到密封效果。
另一方面，由于旋转密封环本身的弹性和受力平衡机构的作用，可以使得密封环的压紧力始终保持在一定范围内，从而在不同工况下都能保持较好的密封性能。
静止密封是指两个静止构件之间通过密封件来实现密封。
静止密封主要由密封环、固定件、垫片等构成。
密封环一般采用金属、橡胶或其他材料制成，具有优良的密封性和弹性。
固定件则安装在静止构件上，用于保持密封环的位置和固定垫片。
垫片则用于填充密封间隙，使两个构件之间达到密闭。
静止密封的工作原理是利用压力力和密封环与密封面之间的接触压力来实现密封。
当两个构件之间存在一定的压力差时，压力会使得密封环受到一定的压力，使其与密封面紧密接触，实现密封。
由于密封环具有一定的弹性，即使在受到外界挤压力时，也能保持较好的密封性能。
同时，垫片的存在也可以弥补及填充密封间隙，使得密封效果更加稳定可靠。
综上所述，机械密封的工作原理是通过密封件的结构和材料特性，利用压紧力和摩擦力来实现密闭的隔离环境，防止液体或气体泄漏。
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。
机械密封的工作原理
机械密封的工作原理
机械密封是一种常用于各种旋转设备上的密封装置，如泵、压缩机和搅拌机。
其工作原理是利用一个旋转部件和一个静止部件之间的接触，形成一个密封界面，从而防止介质泄漏。
机械密封通常由一个旋转环和一个固定环组成。
旋转环固定在旋转轴上，而固定环则安装在机械设备的固定部件上。
两个环之间通过填料物或润滑剂进行密封。
当机械设备运转时，旋转部件会带动旋转环旋转，而固定部件保持静止。
两个环表面的接触形成了一个密封界面。
填料物或润滑剂填充在两环之间，起到密封和润滑的作用。
在旋转环和固定环之间，还存在一个弹簧或弹性元件。
该弹性元件的作用是使得两个环之间产生压力，确保密封界面始终保持接触。
当设备停止旋转时，弹簧会使得旋转环保持在固定环上，从而防止泄漏。
机械密封的工作原理可以总结为以下几点：旋转部件带动旋转环旋转，旋转环和固定环之间的接触形成密封界面，填料物或润滑剂填充在两环之间起到密封和润滑的作用，弹簧或弹性元件提供恰当的压力以确保密封界面的接触。
通过这些工作原理，机械密封能够有效地防止介质泄漏，保护机械设备的正常运行。
机械密封的组成和原理
机械密封的组成和原理
一、机械密封的组成
机械密封主要由密封面、二次密封组件、密封装配件三部分组成。
二、密封面
是实现密封作用的直接部件,材质有金属、橡胶、塑料、木材等。
也可涂覆密封液。
三、二次密封组件
主要包括弹簧、止推环等,可压紧密封面,增强密封性能。
四、密封装配件
如螺栓、铆钉等将密封面和设备主体连接固定的部件。
五、密封原理
1.利用密封面材料的形变性填平表面缝隙,阻隔两侧介质交换。
2.密封面之间的接触压力产生摩擦力,增大渗透阻力。
3.软密封材料可变形适形,更贴合表面,提高密封性能。
4.二次密封组件提供的顶压力,使密封面紧贴,密封更可靠。
5.合理的密封结构设计,可以在环境变化时自动调整和补偿。
6.表面处理如抛光、镀层等减小缝隙,也能增强密封效果。
7.密封材料自身低渗透性,可阻隔液体和气体渗透。
六、工作条件
密封性能与压差、速度、温度和介质成分相关。
需匹配适宜的密封材料。
综上所述,机械密封通过科学的设计选择材料和结构,利用各种原理充分发挥密封作用,把介质严密隔离在两侧。
机械密封工作原理
6、安装及维护注意事项
要十分注意避免安装中所产生的安装偏差， 弹簧压缩量要按规定进行 相关技术要求 机封安装示意图 拆卸注意事项 机封的维护
6.1免安装中所产生的安装偏差
一、上紧压盖应在联轴器找正后进行，螺栓应均匀上支，防止压盖端 面偏斜，用塞尺检查各点，其误差不大于0.05毫米。 二、检查压盖与轴或轴套外径的配合间隙（即同心度），四周要均
机械密封介绍
1、定义及工作原理 2、基本组成及作用 3、与软填料的优缺点对比 4、机封的测绘 5、机封失效原因 6、安装维护注意事项
1、定义及工作原理
1.1、机械密封定义：亦称端面密封，垂直于旋转轴的端面
在流体压力及补偿机构的弹力作用下，在辅助密封的配合下，与另 一端面保持贴合并相对滑动，从而构成防止流体泄露的机械装置。
2.6密封环须满足的要求：
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。因此，密封环需要满足 如下几个主要要求。
足够的强度和刚度 耐热冲击能力 摩擦系数小 良好的自润滑能力 结构简单容易加工
3、机械密封与软填料的优缺点对比
3.1优缺点对比 优点： 1、密封状态稳定，泄漏量小，其实验条件下的允许泄漏量仅为软填料的
5.2温度过高
因密封面上会产生热，故橡胶圈实际使用温度通常低于标注温度。 氟橡胶和聚四氟乙烯的使用温度为216℃，丁晴橡胶的使用温度 162℃，虽然它们都能承受较高的温度，但因密封面产生的热较 高，所以橡胶圈有继续硫化的危险，最终失去弹性而泄漏。 密封 面之间还会因热引起介质的结晶，如结碳，造成滑动部件被粘住和 密封面被凝结。而且有些聚合物因过热而焦化，有些流体因过热而 失去润滑等甚至闪火。 过热除能改变介质的状况外，还会加剧它 的腐蚀速率，引起金属零件的变形，合金面的开裂，以及某些镀层 裂缝，设计应选用平衡型机械密封，以降低比压防止压紧力太大造 成的热量过剩不能及时排除造成温度偏高。
典型机封工作原理带图解
机械密封的大体结构，工作原理和常见形式一．大体原件，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，避免介质泄漏。
它要求静、动环具有良好的耐磨性，动环能够轴向灵活地移动，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）它要紧起预紧、补偿缓和冲的作用，要求始终维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跟随性，材料要求耐侵蚀、耐疲劳。
3．辅助密封（& 形圈、. 形圈、/ 形圈、楔形圈和异形圈）它要紧起静环和动环的密封作用，同时也起到浮动缓和冲作用。
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必然的浮动性，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。
材料要求耐磨和耐侵蚀。
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，保证必然的弹簧紧缩量，使密封副的密封面处于正确的位置并维持良好的贴合。
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，应专门注意动环辅助密封件与轴套配合处要求耐磨损和耐侵蚀，有必要时与轴套配合处可采纳硬面覆层。
6．防转件（防转销）它起到避免静环转动和脱出的作用。
要求有足够的长度，避免静环在负压下脱出，并要求正确信位，避免静环随动环旋转。
材料上要求耐侵蚀，在必要时中间可加四氟乙烯套，以避免损坏碳石墨静环。
二．工作原理，大体动作机械密封是由一对或数对动环与静环组成的平面摩擦副组成的密封装置。
依托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。
机械密封的工作原理.doc
机械密封的工作原理机械密封1 机械密封的工作原理机械密封是靠一对或数对垂直于轴作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29.7-1 机械密封结构常用机械密封结构如图29.7-1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29.7-1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。
机械密封与软填料密封比较，有如下优点：①密封可靠在长周期的运行中，密封状态很稳定，泄漏量很小，按粗略统计，其泄漏量一般仅为软填料密封的1/100；②使用寿命长在油、水类介质中一般可达1～2年或更长时间，在化工介质中通常也能达半年以上；③摩擦功率消耗小机械密封的摩擦功率仅为软填料密封的10%～50%；④轴或轴套基本上不受摩损；⑤维修周期长端面磨损后可自动补偿，一般情况下，毋需经常性的维修；⑥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；⑦适用范围广机械密封能用于低温、高温、真空、高压、不同转速，以及各种腐蚀性介质和含磨粒介质等的密封。
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。
机械密封结构及检修全解
一、机械密封基本结构、原理和特点 二、机械密封的安装 三、机械密封的检修 四、机械密封的运转 五、机械密封泄漏原因分析及判断
一、机械密封的基本结构、原理和特点
一、机械密封的基本结构、作用原理和特点
1.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。
③、堆焊硬质合金 在碳钢、铬钢和铬镍钢的密封面上堆焊硬质合金，优点是硬度
高，耐腐蚀性好，耐温性好（500℃以下），耐腐蚀或汽蚀性好。 缺点是易产生气孔、夹渣和表面硬度不均匀。
④、碳化钨合金 由碳化钨、碳化钛等硬度高、熔点高的金属碳化物，是用加粘结
剂粉末冶金的办法，压制烧结成型。优点是硬度、强度都很高，耐 磨、耐高温、耐腐蚀，线膨胀系数低，
安装普通机械密封部位轴或轴套的精度要求 密封腔体与密封端盖定位端面对轴（或轴套）表面的跳动要求
2. 安装前的准备工作及安装注意事项
（1）检查要进行安装的机械密封的型号、规格是否正确无误，零件是 否完好，密封圈尺寸是否合适，动、静环表面是否光滑平整，若有缺 陷，必须更换或修复。（特别是密封面、辅助密封圈有无损伤、变形、 裂纹等） （2）检查设备的精度是否满足安装机械密封的要求。 （3）检查机械密封各零件的配合尺寸、粗糙度、平行度是否符合设计 要求。 （4）使用小弹簧机械密封时，应检查小弹簧的长度和刚性是否相同。 （5）清洗干净密封零件、轴表面、密封腔体，并保证密封液管路畅通。
介质 使用温度
动环
静环
清水
常温
氧化铝陶瓷
石墨浸 渍环氧 树脂
过热水
大于 100℃
石墨浸
氧化铝陶瓷 渍环氧
机械密封的原理
机械密封的原理
机械密封是一种常见的密封方式，它通过机械装置将两个旋转部件之
间的间隙封闭，防止介质泄漏。
机械密封的原理可以简单地分为两个
方面：静密封和动密封。
静密封是指机械密封在不运转时，通过填充材料或者金属垫片等方式，将介质完全隔绝。
填充材料通常采用柔性材料如石墨、聚四氟乙烯等，这些材料具有较好的弹性和耐腐蚀性能，在高温、高压等恶劣环境下
也能保持较好的密封性能。
金属垫片则是通过不同形状的金属片堆叠
组成，具有较好的弹性和耐压性能。
动密封则是指在机械设备运转时，通过机械装置将两个旋转部件之间
的间隙完全关闭。
这种方式通常采用液体作为介质，并通过液体本身
的黏度来实现动态密封。
例如，在离心泵中，轴承与泵壳之间就采用
了这种方式来实现动态密封。
机械密封的原理可以进一步分为两种类型：单端面和双端面。
单端面
机械密封只在一个旋转部件上安装，而双端面机械密封则需要在两个
旋转部件上都安装。
单端面机械密封通常用于低温、低压、低速的设
备中，而双端面机械密封则广泛应用于高温、高压、高速的设备中。
除了静密封和动密封之外，机械密封还有一些其他的结构设计。
例如，有些机械密封采用弹簧作为压盘，通过调整弹簧力来控制紧固力度；
有些机械密封则采用气体或者液体作为填充材料，以提高耐腐蚀性能
和耐高温性能。
总的来说，机械密封是一种可靠、有效的密封方式，在化工、石油、
冶金等领域得到广泛应用。
随着技术的不断进步和创新，未来机械密
封将更加智能化、自动化，并且在环保方面也将得到更好的应用。
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—工作原理
机械密封—工作原理1 机械密封的工作原理机械密封是靠一对或数对垂直于轴作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29.7-1机械密封结构常用机械密封结构如图29.7-1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29.7-1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。
机械密封与软填料密封比较，有如下优点：①密封可靠在长周期的运行中，密封状态很稳定，泄漏量很小，按粗略统计，其泄漏量一般仅为软填料密封的1/100；②使用寿命长在油、水类介质中一般可达1～2年或更长时间，在化工介质中通常也能达半年以上；③摩擦功率消耗小机械密封的摩擦功率仅为软填料密封的10%～50%；④轴或轴套基本上不受摩损；⑤维修周期长端面磨损后可自动补偿，一般情况下，毋需经常性的维修；⑥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；⑦适用范围广机械密封能用于低温、高温、真空、高压、不同转速，以及各种腐蚀性介质和含磨粒介质等的密封。
机械密封原理
机械密封原理
1、机械密封原理：机械密封(mechanical seal)是指由至少一对垂直于旋转轴线端面在流体压力和补偿机构弹力（或磁力）的作用下以及辅助密封的配合下保持贴合且相对滑动所构成的防止流体泄漏的装置。
2、机械密封是一种旋转机械的轴封装置。
比如离心泵、离心机、反应釜和压缩机等设备。
由于传动轴贯穿在设备内外，这样，轴与设备之间存在一个圆周间隙，设备中的介质通过该间隙向外泄漏，如果设备内压力低于大气压，则空气向设备内泄漏，因此必须有一个阻止泄漏的轴封装置。
轴封的种类很多，由于机械密封具有泄漏量少和寿命长等优点，所以世界上机械密封是在这些设备最主要的轴密封方式。
机械密封又叫端面密封，在国家有关标准中是这样定义的：“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。
”。
机械密封结构及原理
机械密封结构及原理
机械密封是一种用于防止流体或气体泄漏的装置。
它由一个或多个旋转或静止的部件组成，这些部件通过摩擦或挤压等方式来阻止流体或气体泄漏。
机械密封结构可以分为单端面机械密封和双端面机械密封两种类型。
单端面机械密封由一个旋转部件和一个静止部件组成，旋转部件通常为轴封，静止部件通常为密封垫。
双端面机械密封由两个旋转部件和两个静止部件组成，其中一个旋转部件通常为泵轴，另一个旋转部件通常为机械密封。
机械密封的工作原理是利用密封垫与旋转部件之间的摩擦产生
的热量，使密封垫膨胀并与旋转部件密封紧密地接触，从而实现密封。
机械密封还可以通过添加冷却液或灌注液来冷却密封垫，延长其使用寿命。
机械密封在工业生产中广泛应用，涵盖了化工、石油、制药、食品等多个行业。
随着技术的发展，机械密封的结构和原理也在不断改进和完善。
- 1 -。
机械密封的工作原理与结构
机械密封的工作原理与结构机械密封又称端面密封近几十年来机械密封技术有了很大的发展在石油化工轻工冶金机械航空和原子能等工业中获得了广泛的应用
化工用泵四个可能泄漏点A、B、C和D。密封点A在动环与静环的接触面上， 它主要靠泵内液体压力及弹簧力将动环压贴在静环上，防止A点泄漏。但两环的接触 面A上总会有少量液体泄漏，它可以形成液膜，一方面可以阻止泄漏，另一方面又可 起润滑作用。为保证两环的端面贴合良好，两端面必须平直光洁。密封点B在静环与 压盖之间，属于静密封点。用有弹性的0形（或V形）密封圈压于静环和压盖之间， 靠弹簧力使弹性密封圈变形而密封。密封点C在动环与轴之间，此处也属静密封，考 虑到动环可以沿轴向窜动，可采用具有弹性和自紧性的V形密封圈来密封。密封点D 在密封箱与压盖之间，也是静密封，可用密封圈或垫片作为密封元件。 从结构上看，机械密封将容易泄漏的轴封，改为较难泄漏的静密封和端面径向接触 的动密封。由动环端面与静环端面相互贴合的径向接触动密封是决定机械密封性能 和寿命的关键。 与填料密封相比，机械密封的主要优点是：泄漏量小，一般为10ml/h，仅为填料密 封的1%;寿命长，一般可连续使用1～2年；运转中不需要人工调整，能够实现自动补 偿；对轴的精度和表面粗糙度要求相对较低，对轴的振动敏感性相对较小，而且轴 不受磨损；功率消耗少，约为填料密封的20%～30%;密封参数高，适用范围广，可用 于高温、低温、强腐蚀、高速等工况。但是，机械密封结构复杂、造价较高，对密 封元件的制造要求及安装要求较高，因此多用于对密封要求比较严格的场合。
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
弹簧不旋转
锁紧环
压缩量定位片
动环 压盖
弹簧
静环
多点冲洗
轴套
锁紧环 付压盖
主压盖
弹簧成式集装机械密封
动环
静环
密封锁紧环
密封压盖
集成式集装密封。渣 浆型密封。适用于密 封例如污水，渣浆等 含有固体颗粒或纤维 状杂质的介质。安装 方便，适用范围广， 轴向尺寸小等特点。
11、波纹管环座上开弧型曹代替叶轮循环冷却的热水泵密封
介质压力越大，适用的ß值也越大；介质压力越小适用的ß 越小，ß值是一个非常重要的数据，有时密封的选型不对 则造成密封泄漏。
３．端面比压 ——作用于密封端面单位面积的力称为密封比压。 要求： １）端面比压必须是正值，保证密封端面紧密贴合； ２）大于物料在密封端面上的蒸汽压； ３）保证液膜存在，端面比压不宜过大，以免液膜蒸发使磨
釜用，取0.22MPa。（转速低，气相，轴摆动较大，操作 压力、温度、相态不稳定）。取值较大。
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。
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
实体分解图
4、双端面多弹簧机械密封
静环密封圈
静环
动环
动环
静环
一级动环
5、弹簧盒上加工方形曹
一级压盖
封液入口
二级动环
一级弹簧盒， 内装多个小弹簧
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。
机械密封的基本原理
机械密封的基本原理1.1 机械密封的基本结构、作用原理和特点1.1.1 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，故又称端面密封。
密封圈要有导向倒角和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O形圈）、传动件（如传动销销和传动螺钉）、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：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会和动环的追随性，材料要求耐腐蚀、耐疲劳。
3) 辅助密封（O形圈、V形圈、U 形图、楔形圈和异形圈）它主要起静环和动环的密封作用，同时也起到浮动利缓沖作用。
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，动环的密封元什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。
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第十课 机械密封的基础知识
一、适用范围
适用于旋转轴用机械密封安装，以卧式离心泵用机械密封安装为基准，机械密封为内装、接触式，转速不超过5000转/分或端面速度≤25米/秒，密封工作温度在-40℃~260℃或介质温度低于400℃，其它设备用机械密封安装可参考使用。
二、安全建议
安装机械密封前，必须保证相关设备、系统均已停用和处于非工作状态，并且已达到环境温度，有压部分已泄到常压，保证机械密封安装过程中人身安全。
三、安装步骤：
1． 准备好所要安装的密封后，查阅密封工作图，注意拆泵时各件拆装顺序。
拆泵，
将旧的填料或机封拆除。
2． 检查泵上与轴套、压盖相接触的金属件表面是否完好。
3． 为了避免非金属元件（如"○"圈）的损伤，应在有非金属元件滑过的所有台肩部
位加工出2x30°倒角，所有尖角倒圆并修光滑（如图一），在键槽或沉孔处倒掉所有棱角，有密封圈滑移的直径处金属表面粗糙度Ra 应小于0.8μm，静密封圈处的金属表
面粗糙度Ra 应小于3.2μm。
4．
5． 6．
安装使用指导
心泵用机械密封安装为基准，机械密封为内装、接触式，密封工作温度在-40℃~260℃或介质温度低于400℃，其它
统均已停用和处于非工作状态，并且已达到环境温度，有人身安全。
面是否完好。
应在有非金属元件滑过的
面粗糙度Ra 应小于3.2μm 损伤痕迹。
与机械密封工作图相符。
向跳动， 。
（如图四）
或端面速度≤25米/秒，参考使用。
证机械密封安装过程中人身安全。
的填料或机封拆除。
压盖相接触的金属件表面是否完好。
件（如"○"出2x30，静密封圈处的金属表面粗糙度Ra 检查各安装表面是否有损伤痕迹。
转件及静止件的轴向及径向跳动，
轴径向跳动小于
7 123.
3.1封工作图尺寸安装将导致密封不能工作或过早失效。
4、测量压盖尺寸A （含止口垫）后(见图六)
轴径向跳动小于 7 推荐使用润滑剂：肥皂水、水、硅润滑脂、乙二醇或甘油。
泵，将旧的填料或机封拆除。
与轴套、压盖相接触的金属件表面是否完好。
非金属元件（如"○"圈）的损伤，应在有非金属元件滑过的
部位加工出2x30于0.8μm 。
动小于0.1mm, 动小于0.03-0.05mm., 口端面与轴的垂直度小于装配要求在干燥、清洁的环境中进行。
封包装，注意密封端面不可与硬物相碰。
圈表面涂润滑剂后，套到静环上，再将静环放平用手压入压盖。
如果静环密封圈是聚四氟乙烯或柔性石墨，则先将密封圈装到静环上，平放到压盖内，对准压盖上的
防转销，注意密封圈内外圆上倒角方向有利于安装。
端面平垫软布，用压力机或钻
图二）
（如图三）
小于0.05mm 。
（如图四）
轴承或调整相关部件。
润滑剂，该润滑剂要与密封材料及介质相容。
、硅润滑脂、乙二醇或甘油。
(图九)，这样机械密
注意：一些机械密封轴套上已刻有B值线或轴套上有定位台阶(图九)，这样机械密
7.清洁密封端面，将已安装动环及轴封的轴套和已安装静环及止口密封圈的压盖小
心合在一起，把端面贴和。
如果是带限位板的集成式密封，此时可将限位板安装固
定好。
再将剩余零件安装，需要紧固的，应均匀拧紧螺钉。
轴套紧固方式若采用螺
母（即传动环）紧固键传动形式（通常是双支撑泵），要选准螺纹旋向，即轴套紧
固螺母拧紧方向与轴的旋向相反（见图十），注意此种情况必须有键传动轴套。
8．一般悬臂泵的轴套直接用叶轮压紧固定，用键传动。
安装时，可根据顾客习惯，先将整套密封套装到轴上，再装泵盖固定密封压盖。
也可以先将整套密封装到泵盖
上并固定密封压盖，再装到泵轴上。
注意轴封垫和压盖垫要安装到位。
将泵盖与悬
架固定后，可装叶轮键、叶轮等其它件。
9、安装双支撑泵的密封，将整套密封从轴端套入缓慢推到密封腔中，注意轴套键
槽要对准轴上的键，类似图十七结构的密封，要将轴套推到位后固定压盖，轴封圈
需待压盖固定后安装。
类似图十六结构的密封，将整套密封推到位，压盖进入止口
并压住压盖垫后固定压盖。
对于用传动环定位和传动的轴套或用胀紧圈固定传动的
轴套，均匀拧紧传动环上螺钉固定轴套。
最后不要忘记拆移限位板。
封工作图，计算出B（=L1K-A）值。
上按B值位置固定动环组件(见图八)
同办法计算安装。
机械密封轴套上已刻有B值线或轴套上有定位台阶(图九)，这样机械密封安装时仅需校核L3即可。
10
11．紧固固定压盖的螺母时，要均匀拧紧各螺母，以免压盖偏斜。
紧固螺母后注意
检查压盖与轴之间间隙是否均匀，如果有干涉，需拆卸调整，以免导致密封损伤。
12．组装泵其余各件，安装完毕后。
转动泵轴，检查静环、压盖与轴套之间和旋转
件与密封腔之间有无摩擦，泵轴转动一周应感觉用力均匀。
如转不动轴或转一周局部用力很大，则应检查密封是否存在安装问题，必要时应拆泵查找问题后重装。
13．依据泵或密封工作图，连接密封辅助系统管线，同时要保证管路系统清洁，保证机封工作环境整洁，注意管路排布，防止局部滞留气体影响循环。
注意：
1． 机械密封的安装步骤与所使用设备的结构紧密相关，应结合设备特点安装。
2． 安装各部分零件时，应细致均匀的用力，以防止端面变形及脆性元件的损坏。
3． 不要对密封端面使用润滑剂。
4． 乙丙橡胶材质不可接触矿物油。
5． 氟乙烯V 型圈时，应特别注意V 注意管路排布，防止局部滞留气体影响循环。
注意：
1． 机械密封的安装步骤与所使用设备的结构紧密相关，应结合设备特点安装。
2． 安装各部分零件时，应细致均匀的用力，以防止端面变形及脆性元件的损坏。
轴套直接用叶轮压紧固定，密封，作图一致，在图十一中，从盖的螺母时，要均匀拧紧各螺母，以免压盖偏斜。
紧固螺母后注意检查压盖与轴之间间隙果有干涉，需拆卸调整，以免导致密封损伤。
各件，安装完毕后。
转动泵轴，检查静环、压盖与轴套之间和旋转件与密封腔之间有无摩
一周应感觉用力均匀。
如转不动轴或转一周局部用力很大，则应检查密封是否存在安装问
拆泵查找问题后重装。
封工作图，连接密封辅助系统管线，同时要保证管路系统清洁，保证机封工作环境整洁，
，防止局部滞留气体影响循环。
安装步骤与所使用设备的结构紧密相关，应结合设备特点安装。
零件时，应细致均匀的用力，以防止端面变形及脆性元件的损坏。
6．安装柔性石墨轴向挤压密封圈或平垫类密封圈，需保证圆周范围内轴向紧固力均匀。
四．操作
1．将泵的入口阀打开，引入介质，在有一定静压情况下观察密封情况。
2．缓慢转动泵轴，观察密封有无泄漏。
如果出现较大的泄漏，则可能存在密封安装或其他问题，应拆开密封仔细查找原因，排除后重装。
3．如果情况良好，即可启泵。
对于高温介质的泵，需按要求缓慢加温，待密封腔达到合适温度后才可以启泵。
注意打开辅助系统阀门，使辅助系统良好的工作。
4．启动泵初期，可能存在微小的渗漏，但是渗漏逐渐减少则可正常使用，而渗漏不断增加则说明有安装错误或密封有问题，应停止运行，拆泵查找原因，重新装配密封。
五．密封拆卸
❖密封的拆卸与安装步骤相反，可在密封上的拆卸槽或非密封面上用力，注意保护再利用的零部件，不能敲击密封面，尤其密封端面。
❖为了分析密封失效原因，请注意妥善保管拆卸下来的密封件。
※在密封运行期间应注意以下条件，以保证密封的寿命：
❖避免介质压力波动；
❖避免频繁开停车；
❖避免泵抽空、汽蚀；如有抽空现象，应通知密封生产厂；
❖避免冲洗液、急冷水中断；定期检查密封辅助系统工作是否正常；避免用水质硬的急冷水；
安装指导例一：
❖标准安装尺寸及类似结构机械密封安装
适用范围
本例适用于符合DIN24960及GB6556安装尺寸的U型、B型机械密封（见附表一）及类似结构，主要包括C50系列波纹管密封或类似旋转型波纹管机械密封（图十四）、C8系列小弹簧密封（图十五）、C4系列波形弹簧密封、C45系列大弹簧密封
等标准安装尺寸密封。
弹性组件是旋转的，固定在轴或轴套上。
静环通过密封圈装入压盖。
机械密封故障现象原因及解决措施：
1.机械密封安装所致故障。