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机械密封概述及安装与维护
一、机械密封概述
1、机械密封的基本概念 ? 2、机械密封的使用范围 ? 3、机械密封的分类 ? 4、机械密封的主要组成部分
1、机械密封的基本概念
机械密封是一种用来解决旋转轴与机体之 间密封的装置
（它是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 的作用及辅助密封圈的配合下保持贴合并相对滑动而构成防止流体泄 漏的装置）
2、机械密封的使用范围
机械密封常用于泵、压缩机、反应搅拌釜等旋转 式流体机械，也用于齿轮箱、阀门、旋转接头、 船舶尾轴等密封。现在机械密封的使用领域任在 不断的扩展。
泵
压缩机
反应釜
齿轮箱
阀门
旋 转 接 头
轮船
大型望远镜光栅尺保护用机械密封
3、机械密封的分类
机械密封的分类方法较多，可以按结构布置、端面 比压大小、初始闭合力力源、端面组合型式分类。
（本文按识别和选用的角度出发进行分类） 按 始 合 源 初 闭 力 分 弹 性 力机 械 密封 按 动 磁力机械密封 式 式 滑 动 式 式
式 式 式 式 式 式 式 式 式 式 式 式 置式 弹 式 置式 式 式 式 式
按 结 构 布 置 分
按弹 结构
置式 弹 式 置式 置式 弹 式
机 械 密 封 分 类
滑动式 式 按 动 式 式
置式 式 式 式 式 力 按 结构 式 式 机械密封 式 按 分 式 加 式 用 动 式 用 式 式 按 合分 机械密封 机械密封 动力式机械密封 机械密封 机械密封 动力式机械密封 力式机械密封 加 力式机械密封 机械密封 机械密封 机械密封 式 式 式 式
4、机械密封主要组成部分
二、机械密封的安装使用及维护
1、安全忠告 ? 2、机械密封的主要技术参数 ? 3、机械密封的安装与使用 ? 4、机械密封的维护 ? 5、泄漏分析
1、安全宗告
安装、操作、维修机械密封的人员应具备相关的密封专业 知识，并具有一定的现场经验。 ? 在危险装置附近的工作人员应按政府或地方的相关规定， 注意安全防护和事故预防。 ? 在对机械密封进行任何维护之前，应确保设备已停机，系 统已泄压至表压为零，温度已降至常温，物料及物料散发 出的蒸汽不会对人员造成危害。 ? 切勿未经本公司同意自行改动本公司机械密封产品，由此 造成的后果本公司概不负责。 ? 密封产品为精密装置，应防尘、轻拿轻放、避免敲击、震 动。
2、机械密封的主要技术参数
1、有效接触面积：A ? 2、平 衡 系 数：K ? 3、弹 簧 比 压：Ps ? 4、端 面 比 压：Pc ? 5、线 ? 6、PcV 速 度：V 值:PcV
机封设计参数计算
密封端面外径mm 密封端面内径mm 平衡直径mm 反压系数
（d 2)
（d 1)
（d）
（λ)
π 2 2 A = (d ? d ) Ae = ( d 2 ? d b ) 4 4
2 2 2 1
密封环带面积mm2
π
有效作用面积mm2
载荷系数
介质压力 MPa
K =
Ae A
P0
96
88
90
0.5
1156.106077
876.5043354
0.75815
0.8
泵转速 r/min n
弹簧个数 (N)
弹簧丝径mm (d0)
弹簧中径mm (Dm)
工作圈数 (n)
压缩长度mm (f2)
弹性模量 (G)
弹簧总圈数 (n1)
22
0.6
3.7
15.5
5
7300
22
2950
单个弹簧压力N
弹簧总压力N
弹簧展开长 度mm 弹簧比压Mpa
端面比压Mpa
fs =
9 . 81 Gd f 2 8 nD
4 0 3 m
Fs
= Nfs L = n1πDm P s =
轴径 156.5 120 孔径 163 129.5
Fs A
P=P+(K?λ P v = )
c s 0
nπ ( d 2 + d1 ) PV = PV c c 2 *1000 * 60
4.93267
线速度m/s
PcV(Mpa.M/ S) 弹簧节距
7.388223351 162.5409137 255.726 0.140593
0.347115165
压缩量 0.084507042 0.103773585
14.21047053
密封圈压缩量计算
动环 静环 密封圈断面 3.55 5.3
推荐值： 载荷系数 K 推荐值
密封流体压力 P（MPa） P≤1 5＞P＞1 密封端面平均滑动速度 v（m/s） V＜15 V＞15 V＜15 V＞15 1.1～1.3 0.7～0.8 0.7～0.8 0.6～0.7 0.8 1.1～1.3 0.7～0.8 1.1～1.3 0.6～0.7 — 0.8 — 0.7～0.8 0.7～0.8 0.6～0.7 0.6～0.7 0.6～0.7 — 0.7～0.8 0.7～0.8 0.7～0.8 — — —
因素 密封流体饱和 蒸汽压 密封流体的粘 度 摩擦副材料
程度 接近水或比水低 比水高 比水高 比水低 其中一个为石墨 其中一个为塑料
弹簧比压 推荐值： 弹簧比压 Ps 推荐值：
因素 情况 密封流体压力 P（MPa） P＜1 1＜P＜5
密封端面平均滑动速度 v(m/s) v＜15 机械密封 结构 内装、滑动 式 外装、动式 V 形、楔形 O形 其中一个为 石墨 其中一个为 塑料 0.15～0.25 0.20～0.30 0.20～0.30 0.15～0.25 0.15～0.25 0.10～0.20 0.20～0.30 v＞15 0.10～0.20 _ 0.15～0.25 0.10～0.20 0.10～0.25 _ v＜15 0.20～0.30 0.25～0.35(P ＜15MPa） 0.25～0.35 0.20～0.30 0.20～0.30 _ 0.30～0.40 v＞15 0.15～0.25 _ 0.20～0.30 0.15～0.25 0.15～0.30 _
补偿环辅 助密封圈 形式 摩擦副材 料
低速（＜ 5m/s）摆 动振动大
备注：非滑动式取下限。
常用密封流体的反压系数： 常用密封流体的反压系数：
密封流体 λ值 水 0.5 油 0.33 气 0.67 液化气 >0.71
备注：1、保持密封端面在工作时处于贴合状态，载荷系数 K 必 须大于或等于反压系数。 2、非接触式机械密封在忽略弹簧载荷时 K＝λ。 推荐的端面比压 Pc 值（MPa） ） ：
因素 饱和蒸汽压 粘度 摩擦副材料 程度 接近水、比水低 比水高 比水高 比水高 其中一个为塑料 匹配的硬/硬 匹配的硬/软 内装式机封 0.5～1.0 0.3～0.5 0.5～1.0 0.3～0.5 0.2～0.3 0.7～1.2 0.5～1.0 外装式机封 0.3～0.5 — 0.3～0.5 0.15～0.25 0.15～0.25 0.4～0.6 0.3～0.5
3、安装使用操作规程
1、清洁密封腔体，检查轴与腔体的安装连接尺寸， 检查轴、密封腔体定位止口对轴的轴向及径向跳 动。
径向跳动： 轴径≤50mm时为0.04mm 轴径＞50mm时为 0.06mm
轴向窜动： ≤0.1mm
密封腔体定位止口 与轴的偏心度： ＜0.1mm
密封腔体端面对轴表 面的跳动： 轴径=10～50mm时为 0.04mm 轴径=55～120mm时 为0.04mm
2、检查与密封补偿环（弹性机构加载环）密封圈 接触的轴或轴套表面，其粗糙度Ra值≤1.6μm，与 其余密封圈（静密封圈）接触的轴或轴套、密封 腔的表面，其粗糙度Ra值≤3.2μm。
3、机械密封辅助密封圈要贴合经过的密封腔体上 的所有轴肩、孔台阶均要倒角2x20°或倒圆角R3 光滑过渡，避免损伤密封圈。
4、安装前，为减少摩擦，应用水、润滑脂（油） 或硅脂润滑所有橡胶密封圈、聚四氟乙烯密封圈、 包覆密封圈表面。（注：乙丙橡胶不能用油润滑， 宜用水或硅脂润滑。柔性石墨密封圈在安装过程 中不能承受变形）
5、应通过测算、划线或其它方式，保证机械密封 压缩到装配图要求的工作高度。
6、装入压盖的密封环，应注意防转销对准防转槽。 密封环安装到位后，用深度尺沿四周点检测密封 环端面高度，判断是否安装到位。
7、集装式密封，不需要测算工作高度，直接将其 套上轴推入密封腔，先拧紧密封压盖螺母，再拧 紧抱紧轴套的螺母，最后应拆下定位块，方可开 机试车运行。
8、轴套内孔有台阶和键槽的集装式密封（假集装 式），先只能预压不能拧紧密封压盖螺母，待泵 叶轮装上并压紧后，拆下定位块，再拧紧压盖螺 母。
9、密封在安装过程中，应缓慢均匀用力，不可用 力敲击。圆周均布螺栓连接件应采用对角线交叉 的方式拧紧。
10、所有的螺纹紧固件需拧紧，防止密封在工作 时由于压力、温度的作用，零件移位，造成密封 失效和损坏。
11、所有零部件安装到位后，接好密封装置的所 有冲洗连接管路，并充满液体、排尽空气。盘动 旋转轴无异后，方能开机运行。（机械密封在无 夜状态下运行会造成密封的严重损坏）
12、密封腔工作时最大温升不应超过20℃， 否则应进一步采取冷却降温措施。
13、带螺旋槽泵送环的密封，应注意与装 配图要求一致。
4、机械密封的维护
机械密封是一种密封装置，投入使用后也必须进行正确的维护， 机械密封是一种密封装置，投入使用后也必须进行正确的维护， 才能使它有较好的密封效果及长久的使用寿命，因此需注意以下几点： 才能使它有较好的密封效果及长久的使用寿命，因此需注意以下几点 ? 1、要注意有无机械密封零件本身松动而发生泄漏，或是由于杂质进 入端面造成发热及一些不正常的声音。连续运转的泵不但开车时要注 意防止干摩擦，运行中更要注意防止干摩擦，不要使泵抽空，必要时 要采取一定的自动装置防止泵抽空。间歇运行的泵，尤其注意停泵后 介质干燥形成结晶，或温度降低而析出结晶，启动时要采取加温或冲 洗措施，以免端面划伤，影响密封效果。 ? 2、注意冲洗冷却等辅助装置及仪表是否正常稳定工作，要注意突然 停水而使冷却不好造成密封失效，或由于冷却管、冲洗管、均压管堵 塞而发生事故。 ? 3、机器本身震动、发热等因素也将影响密封性能，必须经常注意观 察。当轴承部分破坏后，也会影响密封性能，因此要注意轴承发热及 运行中的声音有无异常，从而可以及时修理，防范于未然。 ?
5、泄漏分析
泄漏是机械密封失效的主要表现形式。要了解泄漏的原因首先要了解机械密 封的典型泄漏通道。
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对各泄漏点进行分析： 1、摩擦副的泄漏： 1）端面不平 2）端面间存在异物 3）安装不正确 2、补偿环辅助密封圈的泄漏： 1）辅助密封圈质量问题（尺寸超差、表面质量问题：错位、开模缩裂、修 边过量等 2）密封圈安装时受损 3）轴表面有缺陷或腐蚀、麻点、凹坑 4）密封圈材质与介质不相容 5）轴的尺寸公差、粗糙度未达要求 3、非补偿环密封圈的泄漏： 1）压盖尺寸公差未达标 2）安装错位，如聚四氟乙烯v圈方向装反 3）密封圈质量不良 4）材质问题
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4、机体与压盖结合面之间的泄漏： 1）机体与压盖配合端面有缺陷 2）螺栓拉力不够 3）垫片或密封圈受损 4）安装时有杂物进入 5）压盖变形 6）螺栓拉力不均 5、轴套与轴之间的泄漏 1）密封圈问题 2）轴套或轴相关部位加工尺寸不达标
三、填料密封改机械密封
1、填料密封与机械密封的区别 ? 2、填料泵改装机械密封注意事项
1、填料密封与机械密封的区别 ? 填料密封是一种传统的接触式密封，应用较广。 结构简单，更换方便，成本低廉，适用范围广 （可用于旋转、往复、螺旋运动的密封），对旋 转运动的轴允许有轴向窜动。其不足是密封性能 稍差，轴不允许有较大的径向跳动，功耗大，磨 损轴，使用寿命短，并且需要经常进行调整。 机械密封密封性好，性能稳定，泄漏量少，摩 擦功耗低，使用周期长，对轴磨损很小，能满足 多种工况要求，在石化等部门广泛应用，但其机 构相对较复杂、制造精度高、价格较贵、维修不 方便。
2、填料泵改机械密封注意事项
? ? ? 1、确定各项工况条件：泵送介质（现场是否允许使用冲洗冷却液）、温度、 进出口压力、转速、扬程。 2、通过各项工况条件分析改装的可能性。当系统中许多机械因素不正常时， 使用机械密封也可能失效，且机械密封一旦失效，难以采取临时应急措施。 3、测绘相关尺寸：包括填料函、填料轴套、填料压盖以及除填料函及压盖以 外内利用的空间尺寸。 4、利用上述所得资料进行分析、设计。

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