机械密封设计中的选型要点.pdf
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1、机械密封设计中的选型 机械密封结构型式的选择是设计环节中的重要步骤,必须先进行调查: 工 作参数介质压力、温度、轴径和转速。介质特性浓度、粘度、腐蚀性、有无 固体颗粒及纤维杂质,是否易汽化或结晶等。主机工作特点与环境条件连续或 间歇操作;主机安装在室内或露天;周围气氛性质及气温变化等。主机对密封的 允许泄漏量、泄漏方向 ( 内漏或外漏 )要求;寿命及可靠性要求。主机对密封结构 尺寸的限制。操作及生产工艺的稳定性。 1. 根据工作参数 p、v、t 选型 这里 p 是指密封腔处的介质压力,根据p 值的大小可以初步确定是否选择平衡式的 结构以及平衡程度。对于介质粘度高、润滑性好的,p0.8MPa ,
2、或低粘度、润滑性 较差的介质, p0.5MPa时,通常选用非平衡式结构。p 值超过上述范围时,应考虑 选用平衡式结构。当p15MPa 时,一般单端面平衡式结构很难达到密封要求,此时 可选用串联式多端面密封. 是指密封面平均直径的圆周速度,根据 值的大小确 定弹性元件是否随轴旋转,即采用弹簧旋转式或弹簧静止式结构,一般20 30m/s 的可采用弹簧旋转式, 速度更高的条件下, 由于旋转件的不平衡质量易引起强 烈振动,最好采用弹簧静止式结构。若p 和 的值都高时,可考虑选用流体动压式 结构。t 是指密封腔内的介质温度, 根据 t 的大小确定辅助密封圈的材质、密封面的 冷却方法及其辅助系统。 温度
3、t 在 080范围内, 辅助密封圈通常选用丁腈橡胶O 形密封圈; -50t 150,根据介质腐蚀性强弱,可选用氟橡胶、硅橡胶或聚四 氟乙烯成型填料密封圈:温度-50 或 t 150时,橡胶和聚四氟乙烯会产生低温 脆裂或高温老化,此时可采用金属波纹管结构。介质浊度高于80时,在密封领域 中通常就要按高温来考虑,此时必须采取相应的冷却措施。 2. 根据介质特性选型 腐蚀性较弱的介质,通常选用内置式机械密封,其端面受力状态和介质泄漏方 向都比外置式合理。对于强腐蚀性介质,由于弹簧选材较困难,可选用外置式或聚 四氟乙烯波纹管式机械密封,但一般只适用p0.2 0.3MPa的范围内。易结晶、易 凝固和高粘
4、度的介质,应采用大弹簧旋转式结构。因为小弹簧容易被固体物堵塞, 高粘度介质会使小弹簧轴向补偿移动受阻。易燃、易爆、有毒介质,为了保证介质 不外漏,应该采用有封液(隔离液 ) 的双端面结构。 按上述工作参数和介质特性选定的结构往往只是一个初步方案,最终确定 还必须考虑主机的特征和对密封的某些特殊要求。例如,火箭发动机的密封寿命只 需几分钟,但要求短时间内绝对不漏。舰船上的主机有时为了获得更有效的空间, 对密封的尺寸和安装位置往往提出十分苛刻的要求,又如潜艇上的排水泵,在潜艇 沉浮过程中,压力变化幅度很大等。在这些情况下,就不能按常规选择标准结构, 而必须对具体工况作特殊设计,同时采取必要的辅助措
5、施。 机械密封件 -1 104 型/109 型/108 型/FBD 型材质 : A 石墨 B 陶瓷 W:合金钢 , O:碳化硅 ,P:丁晴胶 , V:氟橡胶 , E:硅胶, F:四氟 编辑词条 机械密封 目录 隐藏 机械密封(机封)的基本概念: 机封的精致产品类型 机械密封与软填料密封比较,有如下优点: 机械密封(机封)的基本概念: 机封的精致产品类型 机械密封与软填料密封比较,有如下优点: 编辑本段 机械密封(机封)的基本概念: 1 机械密封(mechanical seal) 是指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
6、而 构成的防止流体泄漏的装置。弹力加载机构与辅助密封是金属性纹管的机械密封我们 称为金属波纹管密封。在轻型密封中,还有使用橡胶波纹管作辅助密封的,橡胶波纹 管弹力有限,一般需要辅以弹簧来满足加载弹力。 “ 机械密封” 通常被人们简称为“ 机封 ”。 机械密封的组成(重点是以下四类部件) a. 主要部件:动环和静环。 b. 辅助 密封件 : 密封圈 (有 O 形、 X 形、 U 型、楔形、矩形柔性石墨、 PTFE 包 覆橡胶O 圈等)。 c. 弹力补偿机构:弹簧、推环。 d. 传动件:弹簧座及键或各种螺钉。 集装式机械密封 什么是机械密封? 机械密封是一种旋转机械的油封装置。比如离心泵、离心机、
7、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露,如果设备内压力低于大气压,则空气向设备内泄露,因 此必须有一个阻止泄露的轴封装置。轴封的种类很多,由于机械密封具有泄漏量少喝 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,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。” 对机械密封的密封环有哪些要求? 密封环是动环和静环的总称(下同 ),是构成机械密封最
8、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,对它提出了一些要求。 1。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,工作条件波动时仍能保持密封性。 2。密封端面应有足够的硬度和耐腐蚀性,以保证工作条件下有满意的使用寿命。 3。密封环应有良好的耐热冲击能力。为此,要求材料有较高的导热系数和较小 的线膨胀系数,承受热冲击时不至于开裂。 4。密封环匹配应有较小的摩擦系数和良好的自润滑性,密封环材料与密封流体 还要有很好的浸润性。工作中如发生短时间的干摩擦,不损伤密封端面。 5。密封环应力求简单、对称并优先考虑用整体型结构。也可采用组合
9、式(如镶装 式)密封环,尽量避免用密封端面喷涂式结构。 6。密封环要容易加工制造,安装和维修要方便,价格要低廉。 机封工作应注意问题 1. 安装时注意事项 a. 要十分注意避免安装中所产生的安装偏差 ( 1)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。 ( 2)检查压盖与轴或轴套外径的配合间隙(即同心度),四周要均匀,用塞尺检 查各点允差不大于0.01 毫米。 b. 弹簧压缩量要按规定进行,不允许有过大或过小现象,要求误差2.00毫米。 过大会增加端面比压,加速端面磨损。过小会造成比压不足而不能起到密封作用。 c. 动环安装后
10、,将动环压向弹簧后应能自动弹回来。 2. 拆卸时注意事项 a. 在安装、拆卸机械密封时要仔细,严禁动用手锤和扁铲,以免损坏密封元件。 如果结垢拆卸不下时,应清洗干净后再进行拆卸。 b. 如果在泵两端都用机械密封时,在装配, 拆卸过程中互相照顾,防止顾此失彼。 c. 对运行过的机械密封,凡有压盖松动使密封发生移动的情况,则动静环零件必 须更换,不应重新上紧继续使用。因为松动后摩擦副原来运转轨迹会发生变动,接触 面的密封性就很容易遭到破坏。 机封正常运行和维护问题 1. 启动前的准备工作及注意事项 a. 全面检查机械密封,以及附属装置和管线安装是否齐全,是否符合技术要求。 b. 机械密封启动前进行
11、静压试验,检查机械密封是否有泄漏现象。若泄漏较多, 应查清原因设法消除。如仍无效,则应拆卸检查并重新安装。一般静压试验压力用2 3 公斤 /平方厘米。 c. 按泵旋向盘车,检查是否轻快均匀。如盘车吃力或不动时,则应检查装配尺寸 是否错误,安装是否合理。 2. 安装与停运 a. 启动前应保持密封腔内充满液体。对于输送凝固的介质时,应用蒸气将密封腔 加热使介质熔化。启动前必须盘车,以防止突然启动而造成软环碎裂。 b. 对于利用泵外封油系统的机械密封,应先启动封油系统。停车后最后停止封油 系统。 c. 热油泵 停运后不能马上停止封油腔及端面密封的冷却水,应待端面密封处油温 降到 80 度以下时,才可
12、以停止冷却水,以免损坏密封零件。 3. 运转 a. 泵启动后若有轻微泄漏现象,应观察一段时间。如连续运行4 小时,泄漏量仍 不减小,则应停泵检查。 b. 泵的操作压力应平稳,压力波动不大于1 公斤 /平方厘米。 c. 泵在运转中,应避免发生抽空现象,以免造成密封面干摩擦及密封破坏。 d. 密封情况要经常检查。运转中,当其泄漏超过标准时,重质油不大于5 滴 /分, 轻质油不大于10 滴 /分,如2-3 日内仍无好转趋势,则应停泵栓查密封装置。 编辑本段 机封的精致产品类型 HU1 型机械密封 HU1 型号机械密封 结构特点: HU1 型机械密封符合ISO3096DIN24960和 GB6556标
13、准。辅助密封卷根据工况 要求可选用同规格橡胶“O ”圈 PTFE “V”圈。单弹簧、非平衡型拨叉传动、补偿能力强, 安装时与轴旋向无关。 磨擦副材质与辅助密封材质可根据实际工况选用。 适用范围: 被密封介质:油水、结晶性强碱、盐、高溶度流体、浆料、有机溶剂及其他弱腐 蚀溶液。 密封腔压力:1Mpa 密封腔温度:-20 220 线速度:15m/s HU3 型机械密封 HU3 型机械密封 结构特点: HU3型机械密封符合DIN24960及 GB/T6556-94标准,可替代116U 、 59U 型 机封、为非平衡型、单端面结构、任意旋向。各种污水泵、化工泵、热循环泵均适用。 弹簧选择有:蝶形弹簧、
14、多弹簧等。 磨擦副材质与辅助密封材质请根据实际工况选用。 适用范围: 被密封介质:油、水、酸、碱、盐等一般腐蚀性介质。 密封腔压力:1 .6Mpa 密封腔温度:-50 220 线速度:20m/s HU5 型机械密封 HU5 型机械密封 结构特点: HU5 型机械密封符合DIN24960标准,背靠背安装亦符合DIN24960标准双端面 机械密封,属于部分平衡型、橡胶波纹管,单弹簧、单端面结构,动环靠橡胶波纹管 的过盈量驱动,浮动性好,弹簧也起传递扭矩作用。 磨擦副材质与辅助密封材质请根据实际工况选用。 适用范围: 被密封介质:含颗粒的废水、油、污水。 密封腔压力:1.6Mpa 密封腔温度:-20
15、 140 线速度:10m/s HU7 型机械密封 结构特点: HU7型机械密封符合DIN24960及 GB/T6556-94标准,可替代108U型机封, 非平衡、圆锥形弹簧结构,弹簧的旋向与轴旋向有关。 磨擦副材质与辅助密封材质可根据实际工况选用。 适用范围: 被密封介质:污水泵、潜水泵、化工泵、循环泵、清水泵和加热系统。 密封腔压力:1Mpa 密封腔温度:-20 180 线速度:15m/s HUU803型机械密封 结构特点: HUU803型机械密封符合DIN24960及 GB/T6556-94标准,为非平衡型,多弹 簧结构双端面,传动套传动。密封腔压力必须高于介质压力0.1-0.2Mpa。
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- 机械 密封 设计 中的 选型 要点
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