機械密封主要效能引數

1、什麼是機械密封的端面比壓？

作用在密封環上單位面積上淨剩的閉合力稱為端面比壓，以Pa表示，單位為MPa端面比壓大小是否合適，對機械密封的效能和使用壽命影響很大。比壓過大，會加劇密封端面的磨損，破壞流體膜，降低使用壽命；比壓過小會使密封洩漏增加，降低密封效能。

2、機械密封受力情況是怎樣？

分析密封受力情況，是分析密封環在工作狀態下的受力種類、大小、在此基礎上計算機械密封的端面比壓。密封的受力情況與密封的設計結構有關。圖3-1所示

圖3-1受力分析圖

動環受的力有彈簧 Ft介質力Fp和液膜壓力Fm，此外還有密封圈的摩擦阻力R，在這些力中介質力和彈簧力的方向是一致的，稱為閉合力。液膜壓力Fm為推開力，摩擦阻力R的實際力是很小的可以忽略，這樣密封的合力為 F=Ft+Fp-Fm 。

3、彈簧力的測試有幾種方法？

彈簧力的測試一般有兩種方法，彈簧力是密封閉合力的主要因素，該力可用計算方法獲得但是有一定的誤差，實際上是以實測比較準確，在現場測量方法是在彈簧加重物，並記錄壓縮的高度，同樣可測得彈簧力。還有就是利用彈簧測試機測得 ，彈簧測試機有機械指標顯示方法和電子數顯法兩種，目前基本採用這兩種方法它測試手段都比較準確。

4、什麼是彈簧比壓？怎樣計算？

彈簧比壓就是單位密封面上的彈簧力，單位是MPa，，計算方法是總的彈簧力除以密封斷面的的面積。內裝式機械密封一般彈簧比壓在0。1～0。2 MPa。外裝式機械密封，介質力小於0。1 MPa時，彈簧比壓取0。3～04 MPa，介質壓力小於0。25時，彈簧比壓取0。4～06 MPa。

5、載荷係數是怎樣定義的？意義是什麼？

密封介質壓力作用在補償環上（動環）對於非補償環（靜環）的閉合力的有效面積與密封環帶面積之比稱為載荷係數。例如一個內裝式機械密封，令為密封介質的有效作用面積Ae，A為密封環帶的面積，於是載荷係數從 圖3-2可得

圖3-2 內流型密封受力圖

將和之值帶入中，可得

K為載荷係數，對流體式機械密封而言。不同密封結構可根據載荷係數定義進行計算。載荷係數的意義很大，他它是用來區分平衡型和非平衡型密封的重要引數。對洩漏量和使用壽命有很大的影響。

6、平衡型和非平衡型密封是怎樣選用？

對於一般介質，當P介＝0。6～0。7Mpa以上就的選用平衡型密封，對粘度較大，潤滑效能好的介質，非平衡型機械密封使用壓力可以超過該值；對於粘度較小，潤滑效能差的介質，當P介＝0。29～0。49Mpa時就得選用平衡型機械密封。

採用平衡型機械密封是為了減少密封介質在端面上的壓力，使端面的比壓在合適的範圍內。

當密封腔壓力超過0。7mpa時應考慮採用部分平衡型密封。

7、平衡型和非平衡型機械密封的是怎樣劃分的？

根據介質的端面上所引起的比壓的解除安裝情況，可將密封分為平衡和非平衡型兩種型別。不解除安裝的稱非平衡型；解除安裝的稱平衡型，圖3-3 為非平衡型，圖3-4為平衡型

圖3-3非平衡型密封

圖3-4 平衡型

非平衡型——端面壓力受介質壓力的影響。過大會壓壞端面間隙的潤滑膜。

平衡型——動、靜環密封面的壓力不受（或很少受）介質壓力的影響

圖3-5

平衡型密封的密封環帶面積大於流體壓力作用面積。為此，將密封端面外徑高於平衡線而且內徑又低於平衡線佈置，這需要在軸上或軸套上有一個階梯。相反非平衡型密封環帶小於流體壓力作用的面積，非平衡型密封可直接與光軸配合。平衡線如 圖3-5

載荷係數K≥1。0的密封為——非平衡型密封。

載荷係數K＜1。0的密封，稱為——平衡型密封。

一般石油化工的離心泵的 K載荷係數為 K=0。63～0。85當密封腔壓力超過0。7mpa時應考率採用部分平衡型

8、平衡係數ß怎樣確定？

採用平衡型主要是為了減少被密封介質作用在端面上的力，使端面比壓在合適的範圍內使用。

平衡係數ß值的選擇與密封介質粘度、溫度、轉速、等有關。

ß值的常用範圍為15％～40％ 即載荷係數 K＝0。85～0。60 在其他條件不變化的情況下，粘度越大的適用的ß值愈小，粘度越小使用的ß就越大。試驗證明水、汽油、煤油等介質的ß值約為20％～30％（對於水ß＝48時，已接近端面開啟的極限對於粘度大的油ß值約為30％～40％機械密封的ß值分為15％、20％、25％、30％、40％。五種。

9、平衡係數ß值對密封有什麼的影響？

平衡係數ß愈大，由介質引起的端面比壓就愈小，雖然磨損小，但不易保證密封。反之，衡係數ß愈小，則端面比壓就愈大，使端面磨損加劇，發熱甚至有咬壞的危險，最後使密封失效。因此要選取適當的ß值，其值的大小與很多因素有關，情況比較複雜，通常情況下，ß值不易超過0。5否則，端面間的反壓力將使得端面有被推開的趨勢。

10、常用的內裝機械密封的端面比壓怎樣計算？

機械密封的端面比壓是保證機械密封長週期運轉的一個重要因素。端面比壓要大於密封端面液膜壓力，使密封良好的貼合，保證密封的穩定性。但是端面比壓不宜過大，以防止產生大量的熱破壞密封的液膜，甚至造成密封端面的磨損和熱裂等故障的發生。

端面比壓的計算與密封的設計結構有關，不同的結構計算方法不同，需要指出的是端面比壓是單位面積所承載的平均值，

圖3-2是內裝平衡型機械密封機構示意圖。是應用比較廣泛的一種形式。由問答55可知

這就是內裝內流旋轉型機械密封的端面比壓計算公式。該公式適用於同樣的非平衡型密封。

例題；有一臺離心泵，採用內裝式機械密封：機械密封有關尺寸是：d0=60mm， D1=62mm， D2=70mm，已知設計條件下的彈簧力P彈 = 150牛頓：實側密封腔介質壓力P =0。3Mpa；求該泵行的端面比壓？

解；用公式

11、常用的端面比壓值是多少？

常用的端面比壓值是保證密封正常工作的主要技術引數，端面比壓值的大小與機械密封的結構、介質壓力、工況條件等有關。表3-1

裝置種類

密封形式

一般介質

低粘度介質

高粘度介質

泵

內裝式

0。3～0。6

0。2～0。4

0。4～0。7

外裝式

0。15～0。4

釜

外

裝

式

平衡型

0。2～0。5

非平衡型

0。3～0。7

12、什麼是機械密封的

pv

值？

密封端面的摩擦功率取決與壓力和速度，因此，工程上常用兩者的乘積表示，即pv值。pv常被用作選擇密封的重要引數。如果機械密封的pv之過大，密封面會產生大量的摩擦熱，輕者使密封液膜汽化，密封洩漏。重者造成密封端面嚴重磨損出現溝痕和裂紋。因此pv是密封正常工作的重要引數，機械密封的pv是指端面比壓和圓周速度的乘積。

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