我國 機械密封 技術及發(fā)展趨勢

1、我國 機械密封 技術及發(fā)展趨勢邢臺職業(yè)技術學院柴民杰摘要文章介紹了常用機械密封技術及結(jié)構(gòu)，分析了隨著科技的發(fā)展，對機械密封技術的發(fā)展要求及機械密封技術的發(fā)展趨勢關鍵詞機械密封技術發(fā)展趨勢1.引言機械密封是一種用來解決旋轉(zhuǎn)軸與機體之間密封的裝置。常用于泵、壓縮機、反應攪拌斧等旋轉(zhuǎn)式流體機械，也用于齒輪箱、閥門、旋轉(zhuǎn)接頭、船舶尾軸等密封。因此，機械密封是一種常用的軸封裝置。2.機械密封技術簡介2.1機械密封結(jié)構(gòu)機械密封的結(jié)構(gòu)多種多樣，最常用的結(jié)構(gòu)如下圖所示:機械密封安裝后，依靠彈簧的彈力，以克服補償環(huán)輔助密封圈與軸之間的摩擦阻力，使補償環(huán)端面緊緊地貼住非補償環(huán)的端面。此時，有初始閉合力存在。當主機

2、開始工作時，密封腔充滿了壓力流體，而產(chǎn)生更強有力的軸向推力，使密封端面貼合更緊密。由于端面的平面度高和粗糙度小，在壓力流體的作用下，相對滑動的端面間便出現(xiàn)了邊界摩擦或半液體摩擦狀態(tài)，足以防止壓力流體的明顯泄漏，實現(xiàn)了主密封。圖1所示機械密封的補償環(huán)組件處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，這是機械密封的常用型式，稱為旋轉(zhuǎn)式機械密封(即補償彈簧和主軸固定并隨之一起旋轉(zhuǎn))。但是，在高速情況下，圓柱螺旋彈簧會因離心力而失效。此時，應采用靜止式機械密封。靜止式機械密封的結(jié)構(gòu)和布置與旋轉(zhuǎn)式機械密封相反，它的補償環(huán)組件則安裝在與機體連接的帶有假軸套的彈簧座上(即補償彈簧組件和機體固定在一起);而非補償組件則安裝在與軸連接的軸套上

3、，其作用完全與旋轉(zhuǎn)式機械密封相同。2.2機械密封特點1.密封性好:機械密封的泄漏量通?？煽刂圃?SmL/h;與填料、螺旋等密封相比，泄漏量少得多。2.使用壽命長:與填料、橡膠油封相比，機械密封的使用壽命要長得多。3.無需經(jīng)常調(diào)整:由于機械密封具有補償機構(gòu)，正確安裝后，不像填料密封需經(jīng)常調(diào)整。4.功率損耗小:由于機械密封的端面接觸面積小，摩擦功率損耗小，僅為填料密封的20%-30%。5.軸(軸套)表面不易磨損:由于機械密封與軸(軸套的接觸部位幾乎沒有相對運動，因此對作軸(軸套)的損傷較小。6.抗振性強，緩沖性好:由于波紋管式和全補償式機械密封的發(fā)展，使機械密封具有更好的抗振性，從而保證了它在惡劣

4、工況下使用的可靠性。7.性能參數(shù)高，使用范圍廣:選擇適當結(jié)構(gòu)形式和匹配的摩擦副材料，并完善密封系統(tǒng)，就能使機械密封廣泛用于各種工況，如高溫、低溫;高速、低速;高壓、真空;強腐蝕;無宏觀泄漏等工況。同時機械密封也存在一些缺點，主要是:結(jié)構(gòu)復雜:不同工況要使用不同結(jié)構(gòu)形式，品種多且要用不同材料制成。裝配稍難，更換不變，特別是運轉(zhuǎn)不正常時，采取應急措施較困難。價格較貴:機械密封的價格往往是填料、油封等密封價格的數(shù)倍、數(shù)十倍，但以總體經(jīng)濟效益相比，卻并非如此。3.我國機械密封技術發(fā)展狀況我國機械密封技術發(fā)展起步較晚，但發(fā)展速度較快。早在50年代末，蘭州煉油廠就開始研制泵用機械密封的配件，使用中蘇聯(lián)進口

5、的離心泵上。與此同時，原第一機械上業(yè)部通用機械密封研究所成立密封研究組，開始系統(tǒng)研究密封裝置。在60年代，沈陽水泵廠、上海水泵廠和天津機械密封件廠等相繼開始生產(chǎn)機械密封70年代中期，化上部組成聯(lián)合設計組，開發(fā)了202,204,205,212等型號的釜用機械密封。以后又開發(fā)了151、152,153,154型耐酸泵機械密封，168,169型耐堿泵機械密封。70年代后期，合肥通用所、沈陽鼓風機廠聯(lián)合開發(fā)成功離心壓縮機用浮環(huán)系列密封，蘭州煉油廠也研制成功金屬波紋管系列機械密封，針對中國機械密封技術的發(fā)展，機械總開始部署機械密封定點生產(chǎn)企業(yè)自80年代以來，我國卞要機械密封制造廠相繼引進了美、英、日和德國

6、的和L械密封技術，使我國機械密封技術水平迅速提高90年代又有天津市和L械密封件廠與英國JOHECRANE公!司，西安永華機械密封件廠與美國SEALOL公司，上海水泵廠機械密封分廠、大連耐酸泵廠機械密封分廠與德國BURGMANE公司，沈陽水泵廠機械密封分廠與日本皮拉公司組建合資企業(yè)。90至年代末，中國中型系列泵用機械密封在設計上已基本趕上國外同類產(chǎn)品水平4.機械密封技術發(fā)展趨勢目前，在機械密封領域需進一步研究的課題是進一步提高密封性能、叫一靠性和壽命各種旋轉(zhuǎn)流體機械正朝著高性能化方面發(fā)展，使機械密封技術變得高級化和復雜化了，且小斷有新的領域?qū)C械密封提出新的要求和挑戰(zhàn)。當前，國內(nèi)對機械密封技術的

7、發(fā)展趨勢如下:4.1結(jié)構(gòu)方面(1)要求結(jié)構(gòu)盡量簡單，使維修保養(yǎng)方便，稱為更加容易使用的基側(cè)件。例如:將一部分雙端面機械密封向單端面回歸;研制裝入、拆卸簡單化的機械密封，如部分式機械密封，集裝式機械密封(2)需要研究軸向尺寸短、使用參數(shù)高的雙端面機械密封。對接觸式和L械密封來說，其發(fā)展方向是減少l改障、提高可靠性(3)需研制發(fā)展追隨性特別優(yōu)異的機械密封，以適應精度小高的大型設備。如橡膠隔膜式、帶球面中間環(huán)差動式、摩擦副雙浮動式機械密封等4.2密封材料方面。機械密封摩擦副材料的組對，通常一方是以碳石墨的軟質(zhì)材料;另一方則是以硬質(zhì)合金、陶瓷為代表的硬質(zhì)材料。輔助密封圈的材料則是以通用合成橡膠、聚四氟乙烯為代表。這此材料與國外同材料相比，其物理力學性能有較大的差距，如何提高性能是當前需要解決的問題4.3機械密封的合理使用。密封系統(tǒng)的元件無系列產(chǎn)品，要求系列化與密封產(chǎn)品配套供應，以提高密封的性能及使用壽命。這就需要建立技術診斷，失效分析與密封狀態(tài)的監(jiān)控技術4.4經(jīng)濟性方面。現(xiàn)在機械密封的焦價較高，囚此應設法降低成本。然而，追求經(jīng)濟性小應以降低密封性能為前提，為此叫一以從以下幾方面著手:a利用標準化、規(guī)格化降低成本;b)利用互換性、通用性減少庫存:c)改進加工上藝、批量