机械密封端面尺寸变化对密封效果的影响分析

图 ! 三个端面 ! 、 !"、 !# 增大， " 、 ! 的变化曲线
（收稿日期：#%%- . %) . #(）
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! （上接第 !* 页） 四、结论 子筛吸附剂的循环再生，在一个容器干燥的同时，另一 个容器内分子筛吸附剂中的水分被解除。两塔的切换时 间由可编程序控制器设定的程序来控制，干燥塔内部的 分子筛干燥剂不需停机更换。 （$）新型干燥器采用可编程序控制器（控制系统方 ，可实现在线编程，通过软件来实现 框图如图 , 所示） 实践证明，新型干燥器可以大大改善压缩空气或氧 气等气体品质，完善净化系统性能。可使干燥器寿命大 ，既能保证 于* %%%/（国内气体净化装置一般为 $ %%%/） 压缩空气或氧气等气体的安全过滤，露点温度可达到 0 *%1 ，又可提高压缩空气或氧气等气体的纯度，压缩空 气或氧气等气体中残油量可降至 %& %%,23 . 2, 。新型干 燥器处理气量大，工作周期长，性能稳定，效率高，运 行成本低，且集干燥、过滤、再生于一体，体积小，重 量轻，维修性好，自动化程度较高，安装简便，易于维 护，极具有推广价值。 参考文献
图 # 轴径 !! 增大， " 、 ! 的变化曲线
! 的变化图线 从图 ( 可以看出，载荷系数 " 减小，但在常用值范
围内；平衡系数! 增加，也在常用范围值内；反压系数
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运行与应用
" 减小，但在许用范围内；" & ! & " 减小，大于 %；根 据机械密封的要求，端面尺寸 !% 、 !" 增加的变化，其
【关键词】 端面尺寸 影响 密封效果
机械密封的端面比压是关系到密封性能及寿命的重 要参数，密封效果越好，但其磨损会越大，影响使用寿 命。而机械密封的端面尺寸变化，对机械密封载荷系 数、平衡系数必然产生影响，而这种变化将直接影响机 械密封的效果。 机械密封的端面比压 ! & 为： ! & " #! ’ $ ! ( % !! ’ "（" % " % !） ! ’ $ ! ( （"） 式中 — —液体介质压力； ! ’— — —弹簧比压； ! (— &! * &! # — —端面载荷系数， # ) ! （!） #— !； &! ! * &" — —反压系数，与液体黏度及密封结构形式有 !— ! &! + &" 关， ； ! ) ,（ & + & ）
（,） （$）
— —平衡系数， "— " ) " * #； — —轴直径，单位为 --； &# — — —密封环接触端面内径，单位为 --； &" — — —密封环接触端面外径，单位为 --。 &! —
从上式可见，端面比压受液体介质压力、弹簧比压 和三种直径有关，如果弹簧比压不考虑，液体压力不 大，则端面比压就受三种直径的影响，但是，无论尺寸 如何变化， &! . &" 和 &! . &# 是必需的。根据机械密 封的使 用 情 况，定 义 &# 、 &" 、 &! 的 变 化 均 为 $# / "",-- 范围内，为便于分析，将三个直径均缩小为原有 尺寸的 "’ ，再利用式（!） 、 （,） 、 （$）将数据进行当量 图线处理，观察结果进行分析。
! 的变化图线 从图 ’ 可以看出，载荷系数 " 减小，但在常用值范
围内；平衡系数! 增加，也在常用范围值内；反压系数
" 增大，在许用范围内；! & ! & " 减小，大于 "；根据 机械密封的要求，端面尺寸 !" 、 !# 增加的变化，其他
不变时，对密封是有利的。 %" 两个端面尺寸 ! $、 ! ! 变化，其他不变， " 、
图 $ 两端面 !%、 !# 增大， "、 ! 的变化曲线
（)）在轴径 !% 和两个端面尺寸直径 !" 、 !# 同时
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运行与应用 增加时，对机械密封装置的密封是有利的。
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（$）在 !" 、 !# 分别单独增加时，却产生对机械密 封不利的影响。为此，可以认为机械密封的密封性，应 有较大的结构尺寸，即 !% 、 !" 、 !# 均较大时对密封的 影响效果是好的。这说明机械密封的结构尺寸越小，对 机械密封效果越不利；反之，结构尺寸较大时，对机械 密封效果是有利的。 参考文献
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一、单参数变化对密封的影响 !" 轴径 ! # 增大，其他参数不变， " 、! 的变化 图线 在轴径 &# 与 &" 、 &! 的差值不大时，且轴径的增 加量不超过 &" 值的 "#’ 范围情况下，由上面公式代入 数字绘制图 "。 从图 " 中可以看出，在轴径 &# 与 &" 、 &! 的差值 不大时，且轴径的增加量不超过 &" 值的 "#’ 范围情况 下，轴径 &# 增大时，载荷系数 # 减小，减小后的值在 常用范围内；平衡系数" 增大，增大后的值在常用范围 内；而反压系数 ! 不变；同时 " * " * ! 减小，但大于 #。根据机械密封的要求，轴径 &# 增大，其他参数不变 时，对密封是有利的。 $" 端面 ! ! 增大，其他参数不变， " 、! 的变化 图线 从图 ! 中可以看出，端面 &" 增大时，载荷系数 # 增大，超过了常用值的上限；平衡系数 " 减小，反压系 数! 减小，但大于 #01，" * " * ! 增大，并增加至大于 "01。根据机械密封的要求，端面 &" 增大，其他参数不 变时，对密封是不利的。 %" 端面 ! $ 增加，其他参数不变， " 、! 的变化 图线 从图 , 中可以看出，载荷系数 # 减小，但在常用值 范围内；平衡系数" 增加，却仍达不到常用范围值；反 压系数! 增大，在许用范围内；" *" *! 减小，但大于 #；根据机械密封的要求，端面 &! 增加，其他参数不变
他不变时，对密封是有利的。
图 ! 两端 !"、 !# 增大， " 、 ! 的变化曲线
图 ’ 两端面 !%、 !" 增大， " 、 ! 的变化曲线
三、三参数变化对密封的影响 三个端面尺寸 !% 、 !" 、 !# 变化，其他不变， " 、
! 的变化图线，如图 ( 所示，载荷系数 " 减小，但在常 用值范围内；平衡系数! 增加，也在常用范围值内；反
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时，对密封是不利的。
图 ! 轴径 !" 增大， " 、 ! 的变化曲线
图 $ 端面 !# 增大， " 、 ! 的变化曲线
二、双参数变化对密封的影响 !" 两个端面尺寸 ! !、 ! # 变化，ห้องสมุดไป่ตู้他不变， " 、
对干燥器的控制， 根据不同参数调整可以实现不同的性 能要求，而且软件的可靠性较高，价格低，更换维修方 便，更能满足实际工作的要求。克服了老式干燥器的控 制电路采用的是硬件电路，价格高，而且硬件电路的分 立元件多，故障率高，参数不便调整，功能单一，维修 性差，维护操作复杂等缺点。
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［"］ 成大先 & 机械设计手册：润滑与密封分册［ ’］ & 北 京：化学工业出版社，#%%$ & ［#］ ［,］ 方子严，石予丰 & 化工机器［ ’］ & 武汉：湖北科技 出版社，"()*+ 高 慎 琴 & 化 工 机 器［ ’］ & 北 京：化 学 工 业 出 版 社 & "((# & ［$］ 余国琮，孙启才，朱企新 & 化工机器［’］ + 天津：天 津大学出版社，"())&
! 的变化图线 从图 % 可以看出，载荷系数 " 增加，超出常用值范
围；平衡系数! 减小，超出常用范围值；反压系数 " 增 大，在许用范围内；! & ! & " 增加，大于 "；根据机械 密封的要求，两个端面尺寸 !! 、 !# 增加的变化，其他 不变时，对密封是有利的。 #" 两个端面尺寸 ! $、 ! # 变化，其他不变， " 、
［"］ 潘文全 & 工程流体力学［ ’］ & 北京：清华大学出版 社，"()) & 图 , 控制系统方框图 ［#］ 叶振华 & 化工吸附分离过程［ ’］ & 北京：中国石化 出版社，"((# & ［,］ 雷金果 & 航空气体压充技术与设备［ ’］ & 济南：黄 河出版社，#%%% & ［$］ 谷勇，孟德荣，郜鹏 & 新型干燥器在制冷送冷车中的 应用［ 4］ & 海军航空工程技术，#%%-（"） &
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机械密封端面尺寸变化对密封效果的影响分析
南京化工职业技术学院 （南京 !"##$%） 濮 伟
【摘
要】 机械密封的端面比压，不仅与结构形式、弹簧大小、液体介质黏度、温度、介质压力等因
素有关，还直接与端面尺寸变化有关。在这里主要介绍密封端面尺寸变化对密封效果的影响，并得出有利于密 封效果的尺寸变化。
压系数" 减小，但在许用范围内；" &! &" 减小，大于 %；根据机械密封的要求，端面尺寸 !% 、 !" 、 !# 增加 的变化，其他不变时，对密封是有利的。 通过以上的分析发现几个现象。 （"）在轴径 !% 单独增加的变化时，对机械密封装 置的密封是有利的。 （#）在轴径 !% 分别和端面尺寸直径 !" 或 !# 增加 的变化时，对机械密封装置的密封是有利的。