機(jī)械密封基本結(jié)構(gòu)和分類(lèi)分析概述1.1機(jī)械密封基本結(jié)構(gòu)機(jī)械密封的基本結(jié)構(gòu)如圖2-1所示。1-靜環(huán)座2-動(dòng)環(huán)輔助密封圈3-靜環(huán)輔助密封圈4-防轉(zhuǎn)銷(xiāo)5-靜環(huán)6-動(dòng)環(huán)7-彈簧8-彈簧座9-緊定螺釘圖2-1機(jī)械密封基本結(jié)構(gòu)示意圖機(jī)械密封基本元件及其作用如下：端面摩擦副(靜、動(dòng)環(huán)):端面摩擦副的作用是使兩個(gè)摩擦面緊壓在一起，形成密封面，防止介質(zhì)泄漏。它要求靜、動(dòng)環(huán)均具有較為優(yōu)越的耐磨性，動(dòng)環(huán)可以進(jìn)行軸向方向移動(dòng)，自動(dòng)控制補(bǔ)償密封面通過(guò)自身的磨損，使之與靜環(huán)形成良好地貼合(追隨性?xún)?yōu)良)。靜、動(dòng)環(huán)可浮動(dòng)，起緩沖作用。彈性元件(彈簧、波紋管、蛇形套、隔膜等):主彈性元件要起預(yù)緊、補(bǔ)償以及進(jìn)行緩沖的作用，也是對(duì)密封端面產(chǎn)生合理比壓的重要因素之一。需要良好的彈性，以克服輔助密封傳動(dòng)件的摩擦和動(dòng)環(huán)的慣性，確保端部摩擦副配合良好，動(dòng)環(huán)隨動(dòng)，材料要求耐腐蝕、耐疲勞。輔助密封(O形圈、V形圈、楔形圈及其他異形密封圈):它主要起到密封作用，此外還具有浮動(dòng)緩沖的作用。靜環(huán)的輔助密封件必須保證靜環(huán)與壓蓋之間的密封和靜環(huán)的可浮動(dòng)，動(dòng)環(huán)的輔助密封元件要求能保證動(dòng)環(huán)與軸或動(dòng)環(huán)與軸套之間的密封性和動(dòng)環(huán)的浮動(dòng)性。材料應(yīng)耐熱或耐寒，并與介質(zhì)兼容。傳動(dòng)件(傳動(dòng)銷(xiāo)、傳動(dòng)環(huán)、傳動(dòng)座、傳動(dòng)套等):它可以將軸的轉(zhuǎn)矩傳給動(dòng)環(huán)，中間傳動(dòng)的傳動(dòng)銷(xiāo)、壓環(huán)、傳動(dòng)環(huán)、傳動(dòng)銷(xiāo)、彈簧座均起傳動(dòng)作用。材料要求耐磨、耐腐蝕性。緊固件(緊定螺釘、彈簧座、壓蓋、組裝套、軸套):它要起定位、緊固和盛裝動(dòng)、靜環(huán)的作用。要求軸向定位正確，保證摩擦副密封面處于正確的位置并能良好的貼合彈簧比壓。同時(shí)要求拆裝方便，易于定位，可重復(fù)使用。與輔助密封配合處，需要注意安裝密封環(huán)的導(dǎo)向側(cè)角和壓彈量。動(dòng)環(huán)副密封與軸套匹配時(shí)應(yīng)特別注意耐蝕性和耐磨性要求，必要時(shí)可采用硬面復(fù)層[14]。1.2機(jī)械密封的分類(lèi)根據(jù)機(jī)械端面密封的端面接觸狀態(tài)不同劃分。而密封面的接觸狀況，由于實(shí)際制造中的誤差不能做到完全平坦，必定是粗糙且不平整的，因此在劃分機(jī)械密封端面類(lèi)型時(shí)只能以一定表面粗糙度的密封端面名義(平均）間隙的大小和密封面潤(rùn)滑條件為依據(jù)。由此，一般情況下主要分為接觸式機(jī)械密封、非接觸式機(jī)械密封和半接觸式機(jī)械密封三種類(lèi)型[14]。1.1.1接觸式機(jī)械密封機(jī)械接觸密封通過(guò)彈性元件預(yù)壓緊，然后利用密封腔內(nèi)的流體壓力和彈簧等彈性元件的壓力，達(dá)到與密封面上微凸體接觸的目的，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械密封。這種結(jié)構(gòu)類(lèi)型密封的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、泄露量小。接觸式機(jī)械密封的適用面較廣，但由于該密封形式的密封件與配合件是通過(guò)直接接觸來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)械密封的，會(huì)直接導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)過(guò)程中產(chǎn)生摩擦生熱，接觸面容易出現(xiàn)摩擦和潤(rùn)滑問(wèn)題，導(dǎo)致整體密封效果下降，密封質(zhì)量達(dá)不到要求[15]。同時(shí)，往往使得機(jī)械密封壽命較短，對(duì)整個(gè)機(jī)械影響也較大，嚴(yán)重時(shí)甚至導(dǎo)致機(jī)械報(bào)廢和重大生產(chǎn)事故等。1.1.2非接觸式機(jī)械密封由于接觸式機(jī)械密封存在一些問(wèn)題，雖然傳統(tǒng)的機(jī)械密封可用于多種場(chǎng)合，但它們也因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)等有其自身的局限性。在現(xiàn)代機(jī)械密封中，為了解決傳統(tǒng)接觸式機(jī)械密封的常見(jiàn)問(wèn)題和不足，廣大研究人員正在不斷開(kāi)發(fā)各種新形式的非接觸式機(jī)械密封結(jié)構(gòu)。非接觸式機(jī)械密封由彈性元件預(yù)壓，密封流體壓力與端面之間的全液膜壓力平衡。兩密封面微凸體完全不接觸。被控部在一定間隙下運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)械密封。根據(jù)流體壓力效應(yīng)的不同，非接觸式機(jī)械密封又可被分為流體動(dòng)壓機(jī)械密封和流體靜壓機(jī)械密封兩種形式。非接觸密封是指密封不與相對(duì)于密封移動(dòng)的軸承部件接觸，兩端面間存在恰當(dāng)空隙的的密封形式，通常情況下間隙通常越小越好。這種密封端面不直接進(jìn)行接觸的密封結(jié)構(gòu)形式，在機(jī)械裝置中軸承轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)幾乎不會(huì)產(chǎn)生摩擦熱量，密封蓋沒(méi)有磨損或磨損量極小，因此在高速和高溫的工況條件下極其適用。半接觸式機(jī)械密封兼具了前兩類(lèi)的特點(diǎn)，這種密封通常以改變靜環(huán)背部壓力大小的方式帶動(dòng)其載荷系數(shù)的變化，改變密封端面的接觸情況，可以從接觸式密封改為非接觸式密封，也可以由非接觸式密封改為接觸式密封。普通型密封大多是接觸式機(jī)械密封，雖然磨損、功耗和發(fā)熱量都很大，但考慮到這種形式的密封泄漏量小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在石油化工等領(lǐng)域內(nèi)依然將其作為常用密封形式。流體動(dòng)壓型密封、流體靜壓型密封及流體靜、