西鄉(xiāng)機(jī)械密封原理介紹和特點(diǎn)及材料選擇

　    一.西鄉(xiāng)機(jī)械密封的工作原理

　　西鄉(xiāng)機(jī)械密封是靠一對(duì)或數(shù)對(duì)垂直于軸作相對(duì)滑動(dòng)的端面在流體壓力和補(bǔ)償機(jī)構(gòu)的彈力（或磁力）作用下保持貼合并配以輔助密封而達(dá)到阻漏的軸封裝置。

　　二.西鄉(xiāng)機(jī)械密封常用材料的選用

　　1.清水、常溫

　　動(dòng)環(huán)：9Cr18，1Cr13堆焊鈷鉻鎢，鑄鐵；

　　靜環(huán)：浸樹(shù)脂石墨，青銅，酚醛塑料。

　　2.河水（含泥沙）、常溫

　　動(dòng)環(huán)：碳化鎢；

　　靜環(huán)：碳化鎢。

　　3.海水、常溫

　　動(dòng)環(huán)：碳化鎢，1Cr13堆焊鈷鉻鎢，鑄鐵；

　　靜環(huán)：浸樹(shù)脂石墨，碳化鎢，金屬陶瓷。

　　4.過(guò)熱水100度

　　動(dòng)環(huán)：碳化鎢，1Cr13堆焊鈷鉻鎢，鑄鐵；

　　靜環(huán)：浸樹(shù)脂石墨，碳化鎢，金屬陶瓷。

　　5.汽油、潤(rùn)滑油、液態(tài)烴，常溫

　　動(dòng)環(huán)：碳化鎢，1Cr13堆焊鈷鉻鎢，鑄鐵；

　　靜環(huán)：浸樹(shù)脂或錫銻合金石墨，酚醛塑料。

　　6.汽油、潤(rùn)滑油、液態(tài)烴，100度

　　動(dòng)環(huán)：碳化鎢，1Cr13堆焊鈷鉻鎢；

　　靜環(huán)：浸青銅或樹(shù)脂石墨。

　　7.汽油、潤(rùn)滑油、液態(tài)烴，含顆粒

　　動(dòng)環(huán)：碳化鎢；

　　靜環(huán)：碳化鎢。

　　三.密封材料的種類(lèi)及用途

　　密封材料應(yīng)滿(mǎn)足密封功能的要求。由于被密封的介質(zhì)不同，以及設(shè)備的工作條件不同，要求密封材料的具有不同的適應(yīng)性。對(duì)密封材料的要求一般是：

　　1.材料致密性好，不易泄露介質(zhì)。

　　2.有適當(dāng)?shù)臋C(jī)械強(qiáng)度和硬度。

　　3.壓縮性和回彈性好，永久變形小。

　　4.高溫下不軟化，不分解，低溫下不硬化，不脆裂。

　　5.抗腐蝕性能好，在酸、堿、油等介質(zhì)中能長(zhǎng)期工作，其體積和硬度變化小，且不粘附在金屬表面上。

　　6.摩擦系數(shù)小，耐磨性好。

　　7.具有與密封面結(jié)合的柔軟性。

　　8.耐老化性好，經(jīng)久耐用。

　　9.加工制造方便，價(jià)格便宜，取材容易。

　　橡膠是最常用的密封材料。除橡膠外，適合于做密封材料的還有石墨等，聚四氟乙烯以及各種密封膠等。

　　四.西鄉(xiāng)機(jī)械密封安裝、使用技術(shù)要領(lǐng)

　　1.設(shè)備轉(zhuǎn)軸的徑向跳動(dòng)應(yīng)≤0.04毫米，軸向竄動(dòng)量不允許大于0.1毫米。

　　2.設(shè)備的密封部位在安裝時(shí)應(yīng)保持清潔，密封零件應(yīng)進(jìn)行清洗，密封端面完好無(wú)損，防止雜質(zhì)和灰塵帶入密封部位。

　　3.在安裝過(guò)程中嚴(yán)禁碰擊、敲打，以免使西鄉(xiāng)機(jī)械密封摩擦付破損而密封失效。

　　4.安裝時(shí)在與密封相接觸的表面應(yīng)涂一層清潔的機(jī)械油，以便能順利安裝。

　　5.安裝靜環(huán)壓蓋時(shí)，擰緊螺絲必須受力均勻，保證靜環(huán)端面與軸心線(xiàn)的垂直要求。

　　6.安裝后用手推動(dòng)動(dòng)環(huán)，能使動(dòng)環(huán)在軸上靈活移動(dòng)，并有一定彈性。

　　7.安裝后用手盤(pán)動(dòng)轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)軸應(yīng)無(wú)輕重感覺(jué)。

　　8.設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)前必須充滿(mǎn)介質(zhì)，以防止干摩擦而使密封失效。

　　9.對(duì)易結(jié)晶、顆粒介質(zhì)，對(duì)介質(zhì)溫度>80℃時(shí)，應(yīng)采取相應(yīng)的沖洗、過(guò)濾、冷卻措施，各種輔助裝置請(qǐng)參照西鄉(xiāng)機(jī)械密封有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

　　10.安裝時(shí)在與密封相接觸的表面應(yīng)涂一層清潔的機(jī)械油，要特別注意機(jī)械油的選擇對(duì)于不同的輔助密封材質(zhì)，避免造成O型圈侵油膨脹或加速老化，造成密封提前失效。

　　五.機(jī)械軸封有哪三個(gè)密封點(diǎn)，及這三個(gè)密封點(diǎn)的密封原理

　　動(dòng)環(huán)與靜環(huán)之間的密封：是靠彈性元件（彈簧、波紋管等）和密封液體壓力在相對(duì)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)環(huán)和靜環(huán)的接觸面（端面）上產(chǎn)生一適當(dāng)?shù)膲壕o力（比壓）使兩個(gè)光潔、平直的端面緊密貼合；端面間維持一層極薄的液體膜而達(dá)到密封的作用。這層膜具有液體動(dòng)壓力與靜壓力，它起著平衡壓力和潤(rùn)滑端面的作用。兩端面之所以必須高度光潔平直是為了給端面創(chuàng)造完美貼合和使比壓均勻的條件，這是相對(duì)旋轉(zhuǎn)密封。

　　六.西鄉(xiāng)機(jī)械密封技術(shù)的種類(lèi)

　　當(dāng)前采用新材料和工藝的各種西鄉(xiāng)機(jī)械密封的新技術(shù)，進(jìn)展較快，有下列的西鄉(xiāng)機(jī)械密封新技術(shù)。密封面開(kāi)槽密封技術(shù)近年來(lái)，在西鄉(xiāng)機(jī)械密封的密封端面上開(kāi)了各種各樣的流槽，以產(chǎn)生流體靜、動(dòng)壓效應(yīng)，現(xiàn)在還在不斷更新。

　　零泄漏密封技術(shù)過(guò)去總認(rèn)為接觸式和非接觸式機(jī)械密封不可能達(dá)到零泄漏（或無(wú)泄漏）。以色列利用開(kāi)槽密封技術(shù)，提出零泄漏非接觸式機(jī)械端面密封的新概念，并已用于核電站潤(rùn)滑油泵中。

　　干運(yùn)轉(zhuǎn)氣體密封技術(shù)這類(lèi)密封是將開(kāi)槽密封技術(shù)用于氣體密封。上游泵送密封技術(shù)即利用密封面上開(kāi)流槽將下游少量泄漏流體泵送回上游。

　　上述幾類(lèi)密封的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：采用淺槽，且膜厚和流槽的深均屬微米級(jí)，并采用潤(rùn)滑槽，徑向密封壩和周向密封堰組成密封和承載部分。也可以說(shuō)開(kāi)槽密封是平面密封和開(kāi)槽軸承的結(jié)合。其優(yōu)點(diǎn)是泄漏量小（甚至無(wú)泄漏）、膜厚大，消除接觸摩擦、功耗和發(fā)熱量小。熱流體動(dòng)壓密封技術(shù)它是利用各種形狀較深的密封面流槽，造成局部熱變形，以產(chǎn)生流體動(dòng)力楔效應(yīng)。這種具有流體動(dòng)壓承載能力的密封，稱(chēng)之為熱流體動(dòng)力楔密封。

　　波紋管密封技術(shù)可分為成型金屬波紋管和焊接西鄉(xiāng)金屬波紋管西鄉(xiāng)機(jī)械密封技術(shù)。

　　多端面密封技術(shù)分為雙密封、中間環(huán)密封、多密封技術(shù)。另外還有平行面密封技術(shù)、監(jiān)控密封技術(shù)、組合密封技術(shù)等。

　　七.機(jī)械密封沖洗方案及特點(diǎn)

　　沖洗的目的在于防止雜質(zhì)集積，防止氣囊形成，保持和改善潤(rùn)滑等，當(dāng)沖洗液溫度較低時(shí)，兼有冷卻作用。沖洗的方式主要有如下：

　　1.內(nèi)沖洗

　　1.1正沖洗

　　（1）特點(diǎn)：利用工作主機(jī)的被密封介質(zhì)，由泵的出口端通過(guò)管路引入密封腔。

　　（2）應(yīng)用：用于清潔流體，p1稍大于p進(jìn)，當(dāng)溫度高或有雜質(zhì)時(shí)，可在管路上設(shè)置冷卻器、過(guò)濾器等

　　1.2反沖洗

　　（1）特點(diǎn)：利用工作主機(jī)的被密封介質(zhì)，由泵的出口端引入密封腔，沖洗后通過(guò)管路流回泵入口。

　　（2）應(yīng)用：用于清潔流體，且p進(jìn)<p1<p出，當(dāng)溫度高或有雜質(zhì)時(shí)，可在管路上設(shè)置冷卻器、過(guò)濾器等。

　　1.3全沖洗

　　（1）特點(diǎn)：利用工作主機(jī)的被密封介質(zhì)，由泵的出口端通過(guò)管路引入密封腔，沖洗后再經(jīng)管路流回泵入口。p1<p出，當(dāng)溫度高或有雜質(zhì)時(shí)，可在管路上設(shè)置冷卻器、過(guò)濾器等。

　　（2）應(yīng)用：冷卻效果優(yōu)于前兩種，用于清潔流體，且p1與p進(jìn)和p出相接近時(shí)。

　　2.外沖洗

　　2.1特點(diǎn)：引入外系統(tǒng)與被密封介質(zhì)相容的清潔流體至密封腔進(jìn)行沖洗。

　　2.2應(yīng)用：外沖洗液壓力應(yīng)比被密封介質(zhì)大0.05~0.1MPa，適用于介質(zhì)為高溫或固體顆粒的場(chǎng)合。沖洗液的流量應(yīng)保證帶走熱量，還需滿(mǎn)足沖洗的需要，不會(huì)產(chǎn)生對(duì)密封件的沖蝕。為此，需控制密封腔的壓力和沖洗的流速，一般清潔沖洗液的流速應(yīng)小于5m/s;含有顆粒的漿狀液體須小于3m/s，為達(dá)到上述的流速值，沖洗液與密封腔壓力的差值應(yīng)<0.5mpa，一般取0.05--0.1mpa，對(duì)雙端面機(jī)械密封可取0.1~0.2mp.沖洗液進(jìn)入和排出密封腔的孔口位置，應(yīng)設(shè)置在密封端面附近，且應(yīng)在靠近動(dòng)環(huán)側(cè)，為了防止石墨環(huán)被沖蝕或因冷卻不均引起溫差變形，以及雜質(zhì)堆積和結(jié)焦等，可采用切向引入或多點(diǎn)沖洗.必要時(shí)，沖洗液可以是熱水或蒸氣。