液压机机械密封的基本结构与密封原理

液压机机械密封的基本结构与密封原理

机械密封按国家有关标准定义为: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(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。
机械密封一般主要由四大部分组成:①由静止环(静环〉和旋转环(动环)组成的一 对密封端面，该密封端面有时也称为摩擦副，是机械密封的核心;②以弹性元件(或磁性 元件)为主的补偿缓冲机构;③辅助密封机构;④使动环和轴一起旋转的传动机构。 机械密封的结构多种多样，最常见的结构如图5-Z7所示。机械密封安装在旋转轴上， 密封腔内有紧定螺钉1、弹簧座2、弹簧3、动环辅助密封圈4、动环5，它们随轴一起旋 转。机械密封的其他零件，包括静环6、静环辅助密封圈7和防转销8安装在端盖内，端 盖与密封腔体用螺栓连接。轴通过紧定螺钉、弹簧座、弹簧带动动环旋转，而静环由于防 转销的作用而静止于端盖内。动环在弹簧力和介质压力的作用下，与静环的端面紧密贴 合，并发生相对滑动，阻止了介质沿端面间的径向泄漏(泄漏点1) ，构成了机械密封的 主密封。摩擦副磨损后在弹簧和密封流体压力的推动下实现补偿，始终保持两密封端面的 紧密接触。动、静环中具有轴向补偿能力的称为补偿环，不具有轴向补偿能力的称为非补 偿环。中动环为补偿环，静环为非补偿环。动环辅助密封圈阻止了介质可能沿动 环与轴之间间隙的泄漏(泄漏点Z);而静环辅助密封圈阻止了介质可能沿静环与端盖之 间间隙的泄漏(泄漏点3)。工作时，辅助密封圈无明显相对运动，基本上属于静密封。 端盖与密封腔体连接处的泄漏点4为静密封，常用O形圈或垫片来密封。 从结构上看，机械密封主要是将极易泄漏的轴向密封，改变为不易泄漏的端面密封。 由动环端面与静环端面相互贴合而构成的动密封，是决定机械密封性能和寿命的关键。 机械密封与其他形式的密封相比，具有以下特点。 ①密封性好。在长期运转中密封状态很稳定，泄 漏量很小，据统计约为软填料密封泄漏量的1%以下。 ②使用寿命长。弹花机机械密封端面由自润滑性及耐磨 性较好的材料组成，还具有磨损补偿机构。因此，密 封端面的磨损量在正常工作条件下很小，一般的可连
续使用1-Z年，特殊的可用到5-10年以上。。因此，正确安装后，
就不需要经常调整，使用方便，适合连续化、自动化生产。
④功率损耗小。由于机械密封的端面接触面积小，摩擦功率损耗小，一般仅为填料 密封的ZO%-30%⑤轴或轴套表面不易磨损。由于机械密封与轴或轴套的接触部位几乎没有相对运动， 因此对轴或轴套的磨损较小。
⑥耐振性强。机械密封由于具有缓冲功能，因此当设备或转轴在一定范围内振动时， 仍能保持良好的密封性能。
⑦液压机密封参数高，适用范围广。当合理选择摩擦副材料及结构，加之设置适当的冲洗、 冷却等辅助系统的情况下，机械密封可广泛适用于各种工况，尤其在高温、低温、强腐 蚀、高速等恶劣工况下，更显示出其优越性。目前机械密封技术参数可达到如下水平:轴 径5. 1000mm，使用压力10-6 . 42MPa，使用温度- 200. 1000°C ，机器转速可达 50000r/min，密封流体压力户与密封端面平均线速度U的乘积户u值可达1000MPa   m/ s。 ③结构复杂、拆装不便。与其他密封比较，机械密封的零件数目多，要求精密，结 构复杂。特别是在装配方面较困难，拆装时要从轴端抽出密封环，必须把机器部分(联轴 器〉或全部拆卸，要求工人有→定的技术水平。这一问题目前已作了某些改进，例如采用 拆装方便并可保证装配质量的剖分式和集装式机械密封等