机械密封用密封环和辅助密封圈
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
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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。
➢ 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
机械密封的故障与处理方法
机械密封的故障及处理方法如下：一、机械密封的故障在零件上的表现1、密封端面的故障：磨损、热裂、变形、破损(尤其是非金属密封端面)。
2、弹簧的故障：松弛、断裂和腐蚀。
3、辅助密封圈的故障：装配性的故障有掉块、裂口、碰伤、卷边和扭曲；非装配性的故障有变形、硬化、破裂和变质。
机械密封故障在运行中表现为振动、发热、磨损，最终以介质泄漏的形式出现。
二、机械密封振动、发热的原因分析及处理1、动静环端而粗糙。
2、动静环与密封腔的间隙太小，由于振摆引起碰撞。
处理方法：增大密封腔内径或减小转动件外径，至少保证0.75mm的间隙。
3、密封断面耐腐蚀和耐温性能不良，摩擦副配对不当。
处理方法：更改动静环材料，使其耐温，耐腐蚀。
4、冷却不足或断面再安装时夹有颗粒杂质。
处理方法：增大冷却液管道管径或提高液压。
三、机械密封泄漏的原因分析及处理1、静压试验时泄漏①密封端面安装时被碰伤、变形、损坏。
②密封端面安装时，清理不净，夹有颗粒状杂质。
③密封端面由于定位螺钉松动或没有拧紧，压盖（静止型的静环组件为压板）没有压紧。
④机器、设备精度不够，使密封面没有完全贴合。
⑤动静环密封圈未被压紧或压缩量不够或损坏。
⑥动静环V形密封圈方向装反。
⑦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。
处理方法：应加强装配时的检查、清洗，严格按技术要求装配。
2、周期性或阵发性泄漏①转子组件轴向窜动量太大。
处理方法：调整推力轴承，使轴的窜动量不大于0.25mm。
②转子组件周期性振动。
处理方法：找出原因并予以消除。
③密封腔内压力经常大幅度变化。
处理方法：稳定工艺条件。
3、经常性泄漏①由于密封端面缺陷引起的经常性泄漏。
a、弹簧压缩量（机械密封压缩量）太小。
b、弹簧压缩量太大，石墨动环龟裂。
c、密封端面宽度太小，密封效果差。
处理方法：增大密封端面宽度，并相应增大弹簧作用力。
d、补偿密封环的浮动性能太差（密封圈太硬或久用硬化或压缩量太小，补偿密封环的间隙过小）。
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。
机械密封的密封性影响因素分析
机械密封的密封性影响因素分析摘要：机械密封的密封性是其最主要的指标，影响因素很多，对影响密封性的因素进行充分分析，可提高机械密封的可靠性，减少设备的故障率，提高设备利用率，延长设备使用寿命，有利于生产设备的长周期运行，并提高经济效益和社会效益。
关键词：机械密封；密封性；影响因素；分析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，所以当今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，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。
机械密封近年来发展很快，根据不同情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：第一部分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。
第三部分是辅助密封圈，其中有动环和静环密封圈。
第四部分是使动环随轴旋转的传动机构。
对机械密封的密封性影响因素作如下分析：摩擦状态对密封性能的影响。
机械密封是一种接触式密封，在力的作用下，动静环构成一对摩擦副。
根据密封结构、介质性质和工作条件（压力、速度、温度等）的不同，密封端面的摩擦状态可分为液体摩擦、混合摩擦、边界摩擦以及干或者半干摩擦。
机械密封端面摩擦状态是决定机械密封工作寿命和密封性能好坏的关键因素。
载荷系数对密封性能的影响。
机械密封结构和种类不同，载荷系数的计算方法也不同。
载荷系数对机械密封的密封性、使用寿命和可靠性等有很大影响。
从密封性角度考虑希望载荷系数大一些，可得到较高的比压，密封的稳定性和可靠性都较好。
机械密封种类介绍总结
机械密封种类介绍总结1.分类按端面形式分为双端面机械密封，单端面机械密封，集装式机械密封。
如下图单端面双端面集装式集装式机械密封装置的预安装设计结构安装简单、易于操作，简化了测量、调整等过程，具有安装简便，互换性强的特点。
避免了设备检修时因机械密封安装造成的密封元件的损坏，降低了维护费用。
2. 用途机械密封通俗地说就是用在机械上的密封。
如千斤顶里用来封油压的油封，用于防止尘土进入的防尘密封，气动工具（如风镐等）中的用于封闭气压的气动密封等都属于机械密封。
3. 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。
4. 结构主要有以下四类部件。
a.主要密封件：动环和静环。
b.辅助密封件：密封圈。
c.压紧件：弹簧、推环。
d.传动件：弹箕座及键或固定螺。
由1静止环（静环）2旋转环（动环）3弹性元件4弹簧座5紧定螺钉6旋转环辅助密封圈和8静止环辅助密封圈等元件组成，7防转销固定在9压盖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。
泵用机械密封种类繁多，型号各异，但泄漏点主要有五处：（l）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。
一般来说，轴套外伸的轴间、密封端盖与泵体间的泄漏比较容易发现和解决，但需细致观察，特别是当工作介质为液化气体或高压、有毒有害气体时，相对困难些。
其余的泄漏直观上很难辩别和判断，须在长期管理、维修实践的基础上，对泄漏症状进行观察、分析、研判，才能得出正确结论。
一、泄漏原因分析及判断A．安装静试时泄漏。
机械密封安装调试好后，一般要进行静试，观察泄漏量。
如泄漏量较小，多为动环或静环密封圈存在问题；泄漏量较大时，则表明动、静环摩擦副间存在问题。
在初步观察泄漏量、判断泄漏部位的基础上，再手动盘车观察，若泄漏量无明显变化则静、动环密封圈有问题；如盘车时泄漏量有明显变化则可断定是动、静环摩擦副存在问题；如泄漏介质沿轴向喷射，则动环密封圈存在问题居多，泄漏介质向四周喷射或从水冷却孔中漏出，则多为静环密封圈失效。
机械密封资料
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。
常用机械密封结构机械密封一般由静止环（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。
延长机械密封使用寿命的方法
延长机械密封使用寿命的方法1 前言机械密封是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）的作用下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（典型结构原理见图1）主要由静止环（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、静止环辅助密封圈等元件组成，防转销7固定在压盖9上以防止静止环转动。
机械密封具有密封性能可靠、泄漏量小、使用寿命长、功率损耗少和适用范围广等优点，被广泛应用于各个技术领域，尤其适用于高转速、高压差的工作条件和昂贵或有毒及强腐蚀性的工艺介质。
同时，机械密封又是设备的最薄弱环节之一。
为延长其使用寿命，除了选择恰当的摩擦副材料和合适的端面比压外，正确的安装和维修也可起到重要的作用。
2 机械密封失效泄漏的原因分析化工设备中使用的机械密封种类繁多，型号各异，但主要泄漏点有五处：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。
机械密封中流体可能泄漏的途径如图1中的A、B、C、D 四个通道。
2.1 动静环端面磨损导致机械密封泄漏不管哪种类型的机械密封，最主要的特点即密封面为垂直于旋转轴线的端面，也就是将极易泄漏的轴向密封改为不易泄漏的端面密封。
所以，机械密封失效的主要形式是静、动环之间的磨损失效。
动、静环端面摩擦副主要靠弹簧推力来压紧，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，动、静环接触端镜面在较大摩擦力的作用下会很快磨损，最后失效泄漏。
2.2 工艺条件不稳定和安装不良导致机械密封泄漏工艺条件不稳定和安装不良造成的振动、设备抽空汽化瞬间断流都会导致机械密封动静环之间的液膜破坏，使机械密封在无润滑条件下“干态”运行，密封环温度迅速上升，有的直接烧毁，有的当泵恢复正常工作状态时被急剧冷却，形成热冲击而碎裂。
冲洗流体与冲洗条件不良也会形成热冲击，导致密封环出现径向裂纹，加剧动静环的磨损失效。
机械密封全面讲解
❖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。
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（十四）波纹管机械密封
❖去 掉 了 补 偿 环 密 封 圈 及 其 摩 擦 阻 力 ， 补 偿 环 密 封 圈 改 至 弹 簧 座 处 , 补偿环追随性提高.
❖避免了补偿环密封圈因轴串、振动所产生的磨损。 ❖金属波纹管用于高温介质 ❖聚四氟乙烯波纹管用于腐蚀性介质。
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.
2、传动关系
轴或轴套───紧固螺钉5──弹簧座4──弹簧3─补偿环1 压盖──防转销8─非补偿环6
不行，只有用同一光源发出的光设法分成两束，才 满足相干条件）
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满足相干条件的两束光的叠加效果是：在波程差为波长 整数倍的地方，光强度加强；在波程差为半个波长的奇数倍 的地方，光强度减至零（变暗）。这就是光的干涉原理。
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（2）平面度检测原理 设入射角i=0，e为气膜厚度（即是被检测面上点到平
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
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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。）
机械密封全面讲解课件
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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
机械密封机械密封是一种旋转轴密封，不易泄漏，解决了输送高温高压、腐蚀性介质的离心泵及其它回转机械的旋转密封问题，且效果很好。
一、机械密封组成机械密封又称端面密封，主要由三部分组成。
1．主要密封原件由动环、静环组成。
动环和静环一般均用不同材料组成，一个硬度较低(一般用石墨石或石墨加其它填补剂)，一个硬度较高，可用钢、钢堆硬质合金钢、陶瓷等。
2．辅助密封原件由动环密封圈、静环密封圈和其它的适当的垫片组成。
根据不同的要求，辅助原件常采用O环，V形环，契形环或其它形状的密封环辅助密封原件，除具有密封能力外，还应有一定的弹力，以便能吸收密封面有不良影响的振动。
辅助密封原件常用橡胶或塑料制成。
3．压紧原件和其它辅助原件如弹簧转动座，防转销。
二、机械密封原理对于机械密封来说，可以漏油的地方有四处，即动环和轴之间、静环和压盖之间、压盖之间及动环和静环之间。
动环和静环之间有密封圈，密封圈在里边是被压紧的，用它的弹性起到密封作用。
静环和压盖之间，把静环和压盖的配合间隙保持在0.01一0.04mm范围，同时在静环和压盖之间有密封圈起到密封作用。
压盖和泵体之间，有耐油石棉板，用压盖上的螺栓压紧垫片达到密封。
静环和动环之间，是动密封(其它是静密封)且是端面密封的关键。
为了使动环和静环两摩面紧密接触，弹簧作用和一个预顶力，加上操作介质压力作用，使平面紧密接触，即使石墨磨损，由于以上两力的作用，仍能使动环静环紧密接触，起到密封作用。
机械密封是借助于动环和静环的密切配合而进行密封的，动环是可沿轴向移动的。
工作时，动环受液体压力和弹簧压力的作用，紧压在静环上做相对运动。
动环和静环密封面积上的作用力叫密封面比压P y。
如果不考虑密封面间的液体压力、密封环摩擦力，则P y可按下式表示：P y＝(d22一d23)／(d2一d21)·P t十P s式中P s——密封面单位面积上的弹簧压力，kg／cm2；P t——密封面单位面积上的液体压力，kg/cm2。
机械密封基础知识
四、机械密封的优缺点
项目
种类
机械密封 优缺点
泄漏量
极少
几乎不泄露，一般泄漏量为 0.01~10ml/h
寿命
长
一般能连续运转1~2年，或更长时间
轴的磨损
几乎没有
轴（或轴套）局部（动环密封圈处）有 轻微磨损
调正
不要
自动进行调整，便于自积小.摩擦系数亦小，功率损失 约为填料密封的1/3~1/10
1、当端面出现过宽的磨损，表明机器的同轴度很差。机器每转一转密封件 都要作轴向位移和径向摆动，产生轻微的分离和泄漏以离心泵为例，造成宽面磨 损的原因大致有：联轴器不对中；泵轴弯曲；泵轴偏斜；轴承精度低；振动等。
2、端面磨损痕迹宽度小于窄环环面宽度时，这就意味着密封受到过大的压 力，使密封面呈现弓形。
零件少，精度要求低
不需要拆开机器
其中，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
五 此，对它提出了一些要求。
、 对
• 有足够的强度和刚度
在工作条件下(如压力、温度和滑动速度等)不损坏，变形应尽量的小，
密
工作条件波动时仍能保持密封性。尤其是密封端面要有足够的强度以及 一定的耐腐蚀能力，以保证产品有满意的使用寿命。
泵用机械密封 基础知识课件
一、机械密封定义
• 机械密封是一种旋转机 械的轴封装置，又叫端 面密封。
定义：有至少一对垂 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。
二、机械密封
• 第一部分，是有动环和静环组成的密封端面，也叫摩
1、摩擦副端面之间（泄漏点1）； 2、动环辅助密封圈处（泄漏点2）； 3、静环辅助密封圈处（泄漏点3）； 4、压盖与机体结合端面间（泄漏点4）； 5、轴套与转轴之间（泄漏点5）； 6、碳石墨环有渗漏孔隙以及从镶装 件配合面处都有可能成为泄漏通道 （6、7）。
机械密封 Microsoft Word 文档
机械密封1、密封广义可分为：动密封和静密封。
2、机封从形式上可分为：集装式密封和分离式密封。
3、机封有那几个部分组成的：磨擦副：静环、动环辅助密封系统：密封圈、补偿系统：单弹簧、多弹簧、橡胶弹簧、金属波纹弹簧机座：弹箕座及键或固定螺。
4、摩擦副有哪些材料：碳石墨、具有良好的自润滑性，耐腐蚀性，摩擦系数低，导热系数高膨胀系数小等特点。
碳化硅、具有较强耐化腐蚀性能，较高机械强度，耐磨性能好，耐高温，自轮滑性好与碳石墨相对，是最佳匹配材料。
碳化钨、具有高耐腐蚀性，高抗弯强度和高导热系数，膨胀系数小，是耐热冲击系数最高的密封环材料氧化铝、具有优异的耐腐蚀性能，耐磨性能好，热胀系数小，广泛应用于低负荷机封，耐热冲击性较差合金钢、{镶嵌合金和整体合金}5、机封安装必需知道哪些尺寸：填料含内径、填料含深度、轴套直径、轴直径、螺栓孔中心距离、螺栓直径、螺栓高度、第一障碍物距离6、不管哪种密封，首先必须了解什么：工况、温度、度表示℃压力、Mpa是兆帕1兆帕＝1000000帕一公斤力等于100000帕,所以1兆帕等于10公斤力介质、转速7、盘根有哪些：哪些材料耐磨；哪些耐压; 哪些耐1000℃高温：石墨、芳纶、陶瓷、四氟、合成纤维、盘根石墨、芳纶、四氟中两种混编加四氟乳液或润滑脂盘根耐磨：芳纶盘根耐高温：陶瓷耐压：石墨加丝8、对于介质是腐蚀性，或者介质食品，用盘根或者垫片通常用那类材料：四氟、纯四氟、改性四氟、膨胀四氟、四氟纤维9、一般石墨填料用在什么设备上，包括石墨盘根环、石墨压制环，为何要加金属丝：阀门上、耐高压10、为何有时泵用盘根要做成环，说出几个理由：安装方便、泵的轴径小11、你知道一般垫片的尺寸是根据什么而定的：垫片是根据法兰而定，也有好几种标注：化工部标准、美洲标准、欧洲标准、日本标准。
机械密封基础知识
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机械密封的失效
常见机械密封失 效主要是密封面 磨损、破裂、弹 簧失效等等
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1、机械密封主要由哪三部分组成？ 2、机械密封的安装都需要注意哪些？
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波纹管
波纹管式机械密封的应用很广，从高温到低温，从 中性介质到腐蚀性介质，从低速到高速。比如焊接式 波纹管可使用在600 ℃至﹣200 ℃的工作环境中；在 整体式机械密封中，密封环和波纹管做成一个整体， 中间没有辅助密封圈。波纹管式机械密封减少了一个 泄漏点；同时减少了补偿机构的摩擦阻力，改善了追 随性。 对于四氟乙烯波纹管可用于腐蚀性介质。其缺点是波 纹管弹性较低，需要加辅助弹簧。对于工作压力和温 度不高的中性介质，可选用橡胶制成的简易波纹管。
机械密封的分类不同，所使用的材质 也不同
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机械密封的主要结构
结构 不同工况和类型的机械密封都有以下五
部组成：
1 由动环和静环组成的密封端面，也叫摩擦副。 2 由弹性元为主要零件组成的缓冲补偿机构，作用
是使密封面紧密贴合。 3 辅助密封圈，有动环密封圈和静环密封圈。 4 使动环随轴旋转的传动机构。 5 其它辅助元件 （例如：机封冲洗单元）
机械密封基础知识
林建伟
内容
1. 机械密封的应用和原理 2. 机械密封的结构及材质 3. 机械密封故障实例分析
2
机械密封的应用和原理
应用
机械密封是一种旋转的轴封装置。比如 各种泵类、由于传动轴贯穿在设备外，这样 轴与设备之间存在一个圆周间隙，设备内的 介质通过该间隙向内或者向外泄漏。因此必 须有一个装置来密封该间隙，轴封的种类很 多如：盘根密封、骨架密封、迷宫密封等等 。因机械密封具有泄漏量少和寿命长的等优 点所以被当今广泛的使用。但缺点是价格比 较贵，维修较麻烦。
机械密封原理
机械密封的安装注意事项
10、动环安装后,必须保证它在轴上轴向移动 灵活（用动环压弹簧,然后能自由地弹回来） 。 11、安装时应看下轴的窜动量是不是太大了 ，或者是你安装密封时光面就已经坏了，平 衡盘是不是没有贴近摩擦面，这时才能安装 机封，机械密封的压缩量是5毫米左右，要用 深度尺测下。 如何确定机械密封弹簧的压缩量 （1）机械密封弹簧压缩量测量直接用卡尺测 就是，先测量在自由状态下的弹簧伸缩量， 再测量机封安装到位后的量，相减就是压缩 量。
机械密封的分类
1、按用途分类 （1）按应用的工业部门分类有运输机械制 造业、家用电器制造业、动力机械和泵制 造业、化学工业及石油工业、国防工业、 船舶制造业等部门用的机械密封。 （2）按应用的主机分类泵、釜、离心机、 风机、潜水电机、冷冻机、内燃机、冷却 水泵、船用泵以及其他主机用的机械密封 。
机械密封的分类
机械密封的分类
（8）按补偿环离密封端面最远的背面处 于流体的低压侧或高压侧分为背面低压 式机械密封及背面高压式机械密封。 （9）密封端面直接接触为接触式机械密 封,反之为非接触式,其又可分为流体静压 式和流体动压式机械密封。 （10）按有否波纹管零件分为非波纹管 型及波纹管型机械密封、波纹管有液压 成型金属波纹管、焊接金属波纹管、聚 四氟乙烯波纹管和橡胶波纹管等几种。
机械密封的安装注意事项
4、安装中,要在动环和静环(尤其是密封端面上), 辅助密封圈、轴和端盖上抹透平油或洗洁精,减 小摩擦力,以免损坏静环的密封端面及辅助密封 圈。 5、装配辅助密封圈。 1)橡胶辅助密封圈不能用汽油、煤油浸泡洗涤, 以免胀大变形,过早老化。 2)O形密封圈装于动环组件或静环组件上后,要顺 理,不让其扭曲,使毛边处于自由状态时的横断面 上。 3)推进组件时,要防止O形密封圈损伤。主要损伤 形式有掉块、裂口、碰伤、卷边和扭曲。
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3)密封环的主要尺寸
密封环的主要尺寸（见图29.7-15）包括密封端面宽度b、端面内直径d1和外直径d2，其次还有端面凸台高度h和密封环与轴的配合间隙。
图29.7-15密封环主要尺寸
密封端面常用软、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 ）应尽量选取较小值，过大则冷却、润滑效果不好，但也不宜过小，否则会使端面压强增加，温度升高，摩损加剧。此外，选择时也应考虑密封工作条件，如转速高、易挥发介质和气体时，都应适当减小端面宽度，以利润滑和改善导热状况。窄环端面宽度b的参考值见表29.7-4。硬环端面宽度应比软环大1～3mm。若旋转环和静止环均为硬材料，则两者可取相等宽度。
机械密封用密封环和辅助密封圈
密封环
密封环包括旋转环和静止环，它们是机械密封中最主要的零件，其性能好坏直接关系到密封效果和寿命。因此对密封环的材料、结构、形状、尺寸以及表面加工质量等都有较高的要求。
1）选择密封环材料
必须具备足够的强度、硬度，耐磨性、耐蚀性、耐温性、耐冲击韧度和疲劳强度等，并且要具有良好的加工性和合理的经济性。其中，耐磨性、耐蚀性和抗热裂性能是最主要的要求。
30～80
85～140
24～36
40～90
97～152
B
3.6
4.1
4.5
B1
1
1.3
1.5
表29.7-8为V形密封圈的撑环尺寸推荐值。
静止环的V形辅助密封圈，通常是将一个V形环和一个撑环配对使用。V形密封圈作旋转环辅助密封时，是将两个V形环重叠使用，并将推环的端部加工成与撑环相同的形状、尺寸，以代替撑环的功能。
8)表29.7-8V形密封圈的撑环尺寸推荐值（mm）
d（D11）
25～28
30～80
85～140
D（d11）
33～36
40～90
97～152
B
2.3
2.7
3.2
B1
0.5
1
1.5
图29.7-17聚四氟乙烯V形密封圈截面形状尺寸
a）撑环；b）V形环
2
2.5
3
3.5
填充聚四氟乙烯
3
4
5
5.5
—
青铜
2
2.5
3
3.5
平衡式
碳化钨
2
2.5
2.75
3
石墨
2.5
3
455.56 Nhomakorabea青铜
2
2.5
2.75
3
表29.7-5摩擦端面粗糙度值（μm）
材料
静止环
旋转环
陶瓷
抛光至Rα0.2
研磨至Rα0.4
石墨
抛光至Rα0.2
抛光至Rα0.2
金属
抛光至Rα0.2
研磨至Rα0.4
端面高度h一般取2～3mm。石墨、填充聚四氟乙烯、青铜等可取3mm；碳化钨可取2mm。设计时主要考虑强度和耐磨性。
当载荷系数K、端面宽度b及平衡直径db确定之后，即可算出端面内径d1：
内流平衡式
外流平衡式
非平衡式：d1=d+（1～5）
端面外直径：d2=d1+2b
密封环与轴的配合间隙，旋转环和静止环取值不同。对于旋转环，虽然与轴无相对运动，但为了保证具有一定浮动性以补偿轴与静止环的偏斜、轴振动等的影响，取直径间隙e1=0.5～1mm。对于静止环，因为它与轴有相对运动，其间隙值应略大，一般取直径间隙e2=1～2mm。
密封环摩擦端面平面度一般≤0.9μm。为防止摩擦面粘着，减小起动转矩，两端面应具有不同的粗糙度值，参见表29.7-5。
表29.7-4窄环端面宽度b
窄环材料
端面宽度b
轴径d
16
18
20
22
25
28
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
85
90
95
100
110
120
非平衡式
石墨
3
4
5
5.5
6
碳化钨
5)机械密封中常用辅助密封圈
为橡胶O形密封圈和聚四氟乙烯V形密封圈，辅助密封圈的大小必须与密封部位相关尺寸相适应。图29.7-16a、b分别为O形密封圈和V形密封圈与相关部位的尺寸。考虑橡胶O形圈与聚四氟乙烯V形圈的互换性，设计时取相同的公称尺寸。O形密封圈安装后的压缩量应该适当，普通橡胶O形圈压缩率取截面直径的5%～10%，对轴的过盈量为1%～3%。表29.7-6为橡胶O形密封圈尺寸及压缩率推荐值。O形密封圈的压缩率是靠控制密封圈安装沟槽的尺寸来保证的，O形密封圈的安装沟槽见图29.7-17。图中D1，见图29.7-16。
图29.7-13硬质合金环镶嵌结构
图29.7-12e采用了柱销连接，可克服d图结构在高温下易从环座中脱出的缺点，但加工困难；图f是堆焊硬质合金或喷涂陶瓷等的结构。上述各种结构中，图d是目前采用最普遍的一种。
图29.7-14为静止环常用的结构型式。其中图的结构a应用最普遍，辅助密封圈采用橡胶O形圈、聚四氟乙烯V形圈或O形圈均可；图b结构的尾部较长，安装两个O形密封圈，中间环隙可通水冷却；图c结构也是为了强化冷却的一种结构形式；图d结构的两端面均加工成工作面，工作一段时间后可调头使用；图e结构多用于外置式，或轻载的简易机械密封上。
图29.7-12旋转环的结构型式
为节约贵重金属，机械密封常将两种不同材料的环进行压装和热装，见图d。为提高镶装处密封的可靠性，有时还需配合使用高强度、耐高温粘接剂。环的最大应力可近似按厚壁组合圆筒公式计算，在最高工作温度下，过盈量应保持在25～50μm。镶装宽度一般为5～20mm。
为使硬质合金环能正确镶嵌到位，设计时应考虑在环座上设退刀槽，如图29.7-13所示。
2）密封环的结构形状
密封环的结构型式很多，主要根据使用要求确定。图29.7-12为旋转环的几种常用结构型式，图a结构简单，省略了推环，适合采用橡胶O形辅助密封圈，缺点是密封圈沟槽直径不易测量，制造时难于保证公差；图b对于各种形状的辅助密封圈都能适应，装拆方便；图c只适合用O形密封圈，对密封圈尺寸精度要求低，但易使密封圈变形。
碳化钨
抛光至Ra0.05
研磨至Rα0.25
硅化石墨
抛光至Rα0.05
研磨至Rα0.4
碳化硅
抛光至Rα0.05
研磨至Rα0.4
4)辅助密封圈和波纹管
机械密封中的辅助密封圈包括旋转环密封圈和静止环密封圈，它们分别构成旋转环与轴、静止环与压盖之间的密封。同时，由于密封圈材料具有弹性，能对密封环起弹性支撑作用，并对密封端面的歪斜和轴的振动有一定的补偿和吸振效果，可提高密封端面的贴合度，当端面磨损后，在弹簧力作用下，密封圈随补偿环沿轴向作微小的补偿移动。
图29.7-16密封圈及相关部位尺寸
6)表29.7-6橡胶O形密封圈尺寸及压缩率推荐值
内径D1/mm
O形圈截面直径d1/mm
压缩率（%）d2
6～10
6～9
6～8.5
V形辅助密封圈一般用聚四氟乙烯车制而成，其形状、尺寸见图29.7-17和表29.7-7。
7)表29.7-7V形密封圈的V形环尺寸推荐值
16～28