机械密封又称端面密封,是―种应用广泛的旋转轴动密封,其基本结构如图2-1所示。机械密封中相互贴合并相对滑动的两个环形零件称做密封环,其中随轴作旋转运动的密封环称做动环或旋转环(件3),不随轴作旋转运动的密封环称做静环或静止环(件D·两个密封环相贴合的端面称为密封端面,一对相互粘合的密封表面之间的接触面称为密封端面,机,械密封必须具有轴向补偿能力,以便密封端面磨损后仍能保持良好的贴合,因此称具有轴向补偿能力的密封环为补偿环,不具有轴向补偿能力的密封环为非补偿环,由弹簧(件5)及相关零件,如弹簧座(件6入推环(件9)等所组成的能随补偿环一起轴向移动的部件称做机械密封的补偿机构,补偿机构可以设计在动环侧,则动环具有轴向补偿能力,称做补偿,动环,此时静环不具有轴向补偿能力,称做非补偿静环反之,将补偿机构设计在静环侧,则静环具有轴向补偿能力,称做补偿静环和非补偿动环。
机械密封通常有4个泄漏部位(亦称密封点)·如图22所小,泄漏部位1为静环与压盖之间,静环密封圈(件2)阻止了介质沿此间隙的流体泄漏,是静密封点,泄漏部位2为压盖与腔体连接处的间隙,用压盖密封圈或垫片(件|1)来阻止其泄漏,是静密封点,泄!漏部位3为动环与轴之间,动环密封圈(件10)阻止了介质沿此间隙的流体泄漏,是相对静密封点,动环密封圈与轴或轴套之间有微动,泄漏部位4是由动静环所构成的密封端面之间的间隙,由于动静环之间依靠弹力和介质压力保持贴和并有相对滑动,故属于动密封点,也是机械密封中的主*封,即主要密封环节或密封部位,也是决定机械密封性能和寿命的关键。
相应亦称除主密封以外的其他密封环节为辅助密封.通常采用橡胶,聚四氟乙烯等弹性零件做成密封圈起辅助密封作用,故称做辅助密封圈,图21中的动环密封圈(件10)和静环密封圈(件2)都是辅助密封圈.它们不仅起辅助密封作用,同时还具有缓冲功能,能够,减小输的偏摆.振动对密封性能的影响。
带动动环与轴一起旋转的零件,如图2中传动销(件4),传动螺钉(件8),紧定螺钉(件力,组成机械密封的传动机构为了防止静环随动环旋转,机械密封还需有防转机构,如图21中防转销(件10,主密封,辅助密封,补偿机构和传动(防转)机构是构成机械密封的4个组成部分,当然,密封装置往往还应具有冷却.冲洗及润滑等支持系统,虽然机械密封的结构是多种多样的,但它们的基本结构和原理则是相同的。
机械密封大多工作在边界摩擦或混合摩擦状态下。
由密封流体压力(介质压力)和弹性元件的弹力(或磁性元件的磁力)等引起的合力作用下,在密封环的端面上产生一个适当的比压(压紧力),使两个接触端面(动环.静环端面)相互贴合,并在两端面间极小的间隙中维持一层极薄的液膜,由于液膜具有流体动压力与静压力,使之有一定的承载能力,防止两摩擦副表面直接接触,降低了摩擦因数.一方面对端面起甜滑作用,使之具有较长的使用寿命;另一方面起看平衡压力的作用(流体动压力与静压力在端面之间形成的阻力要大于密封端面两侧的压力差),从而使机械密封获得良好的密封性能,达到密封的目的。
机械密封端面的间隙主要取决于研磨精度,故对密封端面的加工要求很高,根据零件尺寸和摩擦状态不同,液膜厚度也不同.同时为了使密封车面间保持适当的液膜,必须严格控:制端面上的单位面积压力,压力过大,不易形成稳定的液膜,会加速端面的磨损;压力过小,世漏量增加所以,要获得良好的密封性能又有足够寿命,在设计和安装机械密封时, 一定要保证端面单位面积压力值在最适当的范围。
由此,可以把机械密封定义为由至少―对垂直于旋转轴线的端面在流体压力和补偿机构的弹力(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。