机械密封在实践技术中应用

浅谈机械密封在实践技术中的应用【摘要】机械密封从机械性能、密封效果、使用寿命等各方面优势，逐步取代了填料密封，成为多种机械设备的首选密封方式，本文对机械密封的原理、优缺点、安装方法及使用要求和渗漏原因等方面进行简单的分析。

【关键词】机械密封工作原理安装及使用渗漏原因

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

机械密封由主要部件（动环和静环）、辅助密封件（密封圈）、弹力补偿机构（弹簧、推环）、传动件（弹簧座、键或螺钉）等组成，其使用效果与填料密封相比有明显的优势，因此广泛应用于各种机械设备的密封中。

1 机械密封的工作原理

1.1 原理

通过一系列零件将径向密封转化为轴向密封，在弹簧和介质压力共同作用下，对由于设备运行所造成的轴向磨损可以及时补偿，使轴向密封面始终保持贴合。从而防止流体泄漏。由于机械密封（轴向密封）在运行中可以对轴向磨损进行补偿，而填料密封（径向密封）不能对径向磨损进行补偿，故机械密封比填料密封寿命长。

摩擦副密封环（动环和静环）是机械密封的主要元件，它在很大程度上决定了机械密封的性能和寿命。因此，对它有一些基本要求：

足够的强度和刚度。保证在工作条件（如压力，温度，滑动速度等）下不损坏，变形小，工作条件波动时影响小；端面有足够的硬度、耐腐蚀性能确保使用寿命；耐热冲击力。高的导热系数，低的线膨胀系数；较小的摩擦系数，良好的自润滑性，材料与介质有很好的浸润性短时间干摩擦，不损伤端面；易加工，材料成本低。

2 机械密封与填料密封

2.1 机械密封与填料密封对比

机械密封的优点：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；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；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%；轴或轴套基本上不受摩损；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；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。

机械密封的缺点：结构较复杂，对制造加工以及材料要求高；安装与更换比较麻烦，并要求工人有一定的安装技术水平；发生偶然性事故时，处理较困难；一次性投资高。

3 机械密封的安装方法及使用要求

机械密封是属于较高精度的机械部件，对其正确的安装与操作对它的使用寿命有很大的影响，安装及使用要求如下：机械密封安装方法：先装左边部分；装到密封板上；然后装右面动环，动环跟静环的密封面要干净；再装平键和叶轮.上好垫片和螺母。

使用要求：设备转轴的径向跳动应≤0.04毫米，轴向窜动量不允许大于0.1毫米；设备的密封部位在安装时应保持清洁，密封零件应进行清洗，密封端面完好无损，防止杂质和灰尘带入密封部位；在安装过程中严禁碰击、敲打，以免使机械密封摩擦付破损而密封失效；安装时在与密封相接触的表面应涂一层清洁的机械油，以便能顺利安装；安装静环压盖时，拧紧螺丝必须受力均匀，保证静环端面与轴心线的垂直要求；安装后用手推动动环，能使动环在轴上灵活移动，并有一定弹性；安装后用手盘动转轴、转轴应无轻重感觉；设备在运转前必须充满介质，以防止干摩擦而使密封失效。

4 机械密封的渗漏原因

机械密封的密封效果好，但并不是没有渗漏现象存在，机械密封渗漏的比例占全部维修泵的50%以上，机械密封的运行好坏直接影响到水泵的正常运行。

4.1 周期性渗漏

泵转子轴向窜动量大，辅助密封与轴的过盈量大，动环不能在轴上灵活移动。在泵翻转，动、静环磨损后，得不到补偿位移。密

封面润滑油量不足引起干摩擦或拉毛密封端面。转子周期性振动。原因是定子与上、下端盖未对中或叶轮和主轴不平衡，汽蚀或轴承损坏（磨损），这种情况会缩短密封寿命和产生渗漏。

4.2 压力产生的渗漏

高压和压力波造成的机械密封渗漏由于弹簧比压力及总比压设计过大和密封腔内压力超过3mpa时，会使密封端面比压过大，液膜难以形成，密封端面磨损严重，发热量增多，造成密封面热变形。

4.3 介质引起的渗漏

（1）大多数潜污泵机械密封拆解后，静环和动环的辅助密封件无弹性，有的已经腐烂，造成了机封的大量渗漏甚至有磨轴的现象。由于高温、污水中的弱酸、弱碱对静环和动环辅助橡胶密封件的腐蚀作用，造成了机械渗漏过大，动、静环橡胶密封圈材料为丁腈—40，不耐高温，不耐酸碱，当污水为酸性碱性时易腐蚀。（2）固体颗粒杂质引起的机械密封渗漏如果固体颗粒进入密封端面，将会划伤或加快密封端面的磨损，水垢和油污在轴（套）表面的堆积速度超过摩擦副的磨损速度，致使动环不能补偿磨耗位移，硬对硬摩擦副的运转寿命要比硬对石墨摩擦副的长，因为固体颗粒会嵌入石墨密封环的密封面内。

4.4 影响密封效果的外部因素分析

（1）机械加工精度不够；（2）振动偏大。

4.5 其他问题引起的渗漏

机械密封中还存在设计、选择、安装等不够合理的地方。

（1）弹簧压缩量一定要按规定进行，不允许有过大或过小的现象，误差±2mm，压缩量过大增加端面比压，摩擦热量过多，造成密封面热变形和加速端面磨损，压缩量过小动静环端面比压不足，则不能密封。

（2）安装动环密封圈的轴（或轴套）端面及安装静环密封圈的密封压盖（或壳体）的端面应倒角并修光，以免装配时碰伤动静环密封圈。

5 结语

机械密封相对填料密封是密封技术领域的一大进步，是一种要求较高的精密部件，无论是从设计、机械加工、还是装配质量等方面都有很高的要求。在使用机械密封时，应充分分析使用机械密封的各种因素，使机械密封适用于各种泵的技术要求和使用介质要求并保证充分的润滑条件，这样才能保证密封长期可靠地运转。