機(jī)械密封
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2021-08-27
機(jī)械密封的視頻教程
石油機(jī)械之封隔器密封模擬
1掌握封隔器密封原理 2掌握橡膠類超彈性材料的材料本構(gòu)建立方法 3掌握Workbench動(dòng)力學(xué)評(píng)估的基本流程 4掌握封隔器中接觸等鏈接關(guān)系的創(chuàng)建
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刀具表面微織構(gòu)技術(shù)-探索提升切削性能的創(chuàng)新技術(shù)與未來發(fā)展方向
表面織構(gòu)技術(shù)作為一種通過在材料表面構(gòu)建特定微觀形貌以改善界面性能的先進(jìn)手段，已在機(jī)械密封、滾動(dòng)軸承等領(lǐng)域展現(xiàn)出優(yōu)異的減摩抗磨效果。將該技術(shù)延伸應(yīng)用于刀具表面改性，通過在刀具前刀面、后刀面或刃口區(qū)域設(shè)計(jì)合理的微織構(gòu)單元（如微凹坑、微溝槽、微棱臺(tái)等），可實(shí)現(xiàn)切削液的高效存儲(chǔ)與輸運(yùn)、切屑的定向控制、摩擦系數(shù)的降低及應(yīng)力分布的優(yōu)化，從而突破傳統(tǒng)刀具性能瓶頸。
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機(jī)械密封的實(shí)例教程
本文主要通過對(duì)機(jī)械密封結(jié)構(gòu)原理的介紹和對(duì)機(jī)械密封失效泄漏原因的分析，總結(jié)出了正確安裝、使用機(jī)械密封以延長其使用壽命的經(jīng)驗(yàn)和方法。
1 前言
機(jī)械密封(mechanical seal)是由至少一對(duì)垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的端面在流體壓力和補(bǔ)償機(jī)構(gòu)彈力（或磁力）的作用下以及輔助密封的配合下保持貼合并相對(duì)滑動(dòng)而構(gòu)成的防止流體泄漏的裝置。
機(jī)械密封結(jié)構(gòu)（典型結(jié)構(gòu)原理見圖1）主要由靜止環(huán)（靜環(huán)）
1、旋轉(zhuǎn)環(huán)（動(dòng)環(huán)）
2、彈性元件
3、彈簧座
4、緊定螺釘
5、旋轉(zhuǎn)環(huán)輔助密封圈
6、靜止環(huán)輔助密封圈
等元件組成，防轉(zhuǎn)銷7固定在壓蓋9上以防止靜止環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)。
圖1 機(jī)械密封結(jié)構(gòu)原理圖
機(jī)械密封具有密封性能可靠、泄漏量小、使用壽命長、功率損耗少和適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于各個(gè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其適用于高轉(zhuǎn)速、高壓差的工作條件和昂貴或有毒及強(qiáng)腐蝕性的工藝介質(zhì)。同時(shí)，機(jī)械密封又是設(shè)備的最薄弱環(huán)節(jié)之一。
為延長其使用壽命，除了選擇恰當(dāng)?shù)哪Σ粮辈牧虾秃线m的端面比壓外，正確的安裝和維修也可起到重要的作用。
本文通過日常檢修的實(shí)踐，分析了機(jī)械密封失效泄漏的主要原因，總結(jié)出了如何延長機(jī)械密封使用壽命的方法。
展開 但是導(dǎo)致機(jī)械密封振動(dòng)偏大的原因并不都是機(jī)械密封自身的原因，反應(yīng)釜的其它零部件也是產(chǎn)生振動(dòng)的根源，如軸設(shè)計(jì)不合理、加工的原因、軸承精度不夠、聯(lián)軸器的平行度差、徑向力大等原因。
故障處理方法
在安裝軸、密封腔體、機(jī)械密封件本身時(shí)應(yīng)將其清洗干凈，防止雜質(zhì)進(jìn)入密封安裝部位。并合理地設(shè)計(jì)軸向力的平衡裝置，使安裝機(jī)械密封件的設(shè)備轉(zhuǎn)子軸向竄動(dòng)量≤0.3mm，消除軸向竄量。
反應(yīng)釜機(jī)械密封選型方法及原則
機(jī)械密封按工作條件和介質(zhì)性質(zhì)的不同，有耐高溫、耐低溫機(jī)械密封，耐高壓、耐腐蝕機(jī)械密封，耐顆粒介質(zhì)機(jī)械密封和適應(yīng)易汽化的輕質(zhì)烴介質(zhì)的機(jī)械密封等，應(yīng)根據(jù)不同的用處選取不同結(jié)構(gòu)型式和材料的機(jī)械密封。
選型的主要參數(shù)
密封腔體壓力（MPA）
流體溫度（℃）
工作速度（M／S）
流體的特性
安裝密封的有效空間等。
選型的基本原則
根據(jù)密封腔體壓力，確定密封結(jié)構(gòu)采用平衡型或非平衡型，單端面或雙端面等。
根據(jù)工作速度，確定采用旋轉(zhuǎn)式或靜止式，流體動(dòng)壓式或非接觸型。
根據(jù)溫度及流體性質(zhì)，確定摩擦副和輔助密封材料，以及正確選擇潤滑、沖洗、保溫、冷卻等機(jī)械密封循環(huán)保護(hù)系統(tǒng)等。
根據(jù)安裝密封的有效空間，確定采用多彈簧或單彈簧或波形彈簧，內(nèi)裝式或外裝式。
展開 其實(shí)機(jī)械密封失效的原因很多，也很復(fù)雜。在實(shí)際生產(chǎn)中，機(jī)械密封泄漏往往是各種因素的集合，而且各個(gè)企業(yè)的情況又不相同。比如冷卻水結(jié)垢是引起機(jī)械密封失效的一個(gè)主要原因，但由于水質(zhì)的不同，冷卻水結(jié)垢的情況也不一樣。因此，要根據(jù)機(jī)械密封失效的原因全面地制定出相應(yīng)的措施很困難。下面根對(duì)機(jī)械密封在實(shí)際應(yīng)用中提出幾點(diǎn)建議，以期對(duì)使用機(jī)械密封的企業(yè)有所幫助。
01
選用性能可靠、價(jià)格合理、安裝相對(duì)方便的機(jī)械密封
對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備來說，機(jī)械密封是為設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)服務(wù)的，機(jī)械密封泄漏過大將無法使用，必須對(duì)其進(jìn)行維修或更換。因此，要以設(shè)備的長周期平穩(wěn)運(yùn)行為目的，選用機(jī)械密封要以可靠性為首要指標(biāo)，同時(shí)參考其價(jià)格合理程度。一般來說，焊接金屬波紋管機(jī)械密封在使用上相對(duì)其它各類機(jī)械密封的性能要可靠許多，主要因素有：
a) 波紋管機(jī)械密封的密封端面受力相對(duì)較均勻；
b) 波紋管機(jī)械密封的追隨性較好，它可以在一定程度上彌補(bǔ)由于轉(zhuǎn)軸的撓曲變形、設(shè)備振動(dòng)、動(dòng)靜環(huán)與軸套的同軸度誤差等因素所產(chǎn)生的端面間隙(一般要求小于1μm)，從而減少機(jī)械密封的泄漏；
c) 波紋管機(jī)械密封與大彈簧型機(jī)械密封相比，它受軸套表面的腐蝕影響較小；
d) 波紋管機(jī)械密封的靜環(huán)是用螺栓緊固在機(jī)械密封壓蓋上，而大部分彈簧型機(jī)械密封的靜環(huán)基本上都是依靠“O”型密封圈同機(jī)械密封壓蓋的過度配合以及流體壓力與外彈簧的作用來密封，它要受到壓蓋密封面的配合尺寸及腐蝕程度的影響，密封效果較差
但是，焊接金屬波紋管機(jī)械密封相對(duì)價(jià)格較高，但以“單位費(fèi)用的設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)周期”來衡量，大部分的設(shè)備使用焊接金屬波紋管機(jī)械密封要經(jīng)濟(jì)、省事的多。
展開 (2) 安裝動(dòng)環(huán)密封圈的軸(或軸套) 端面及安裝靜環(huán)密封圈的密封壓蓋(或殼體) 的端面應(yīng)倒角并修光,以免裝配時(shí)碰傷動(dòng)靜環(huán)密封圈。
機(jī)械密封本身是一種要求較高的精密部件, 對(duì)設(shè)計(jì)、機(jī)械加工、裝配質(zhì)量都有很高的要求。在使用機(jī)械密封時(shí), 應(yīng)分析使用機(jī)械密封的各種因素, 使機(jī)械密封適用于各種泵的技術(shù)要求和使用介質(zhì)要求且有充分的潤滑條件, 這樣才能保證密封長期可靠地運(yùn)轉(zhuǎn)。
1、靜環(huán)和動(dòng)環(huán)的磨損失效
機(jī)械密封在安裝和運(yùn)轉(zhuǎn)過程中,可能會(huì)有雜質(zhì)進(jìn)入或配合不當(dāng),使得密封元件或其它零件的運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)境產(chǎn)生不較影響,遭到不同程度損壞。設(shè)備轉(zhuǎn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的振動(dòng)或工藝操作參數(shù)不當(dāng)使得轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備內(nèi)部的介質(zhì)發(fā)生結(jié)晶等現(xiàn)象時(shí),會(huì)出現(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)不佳等現(xiàn)象,更容易導(dǎo)致機(jī)械密封的磨損加劇,從而使得其原本貼合的端面產(chǎn)生泄漏,導(dǎo)致失效。
機(jī)械密封結(jié)構(gòu)圖
2、工藝生產(chǎn)條件和參數(shù)導(dǎo)致的失效
不銹鋼離心泵輸送的介質(zhì)中大多數(shù)具有強(qiáng)腐蝕性、高溫高壓或低溫低壓等各種工藝生產(chǎn)條件,都容易對(duì)密封的性能產(chǎn)生影響。特別是在高溫高壓的條件下,介質(zhì)的滲透性強(qiáng),容易導(dǎo)致密封件及密封面的腐蝕加劇。而且當(dāng)介質(zhì)內(nèi)外的溫差較大時(shí),也容易導(dǎo)致密封件的兩側(cè)溫差大而膨脹不均勻,這種變形極易造成密封不較而導(dǎo)致泄漏。
3、安裝時(shí)裝置的狀態(tài)不佳或固有缺陷
在機(jī)械密封出廠時(shí),靜密封在裝配式預(yù)緊力不夠或預(yù)緊力不均勻時(shí),就可能導(dǎo)致在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中極易發(fā)生泄漏。在安裝過程中,采取敲打等較野蠻的安 裝方式將縮短其使用壽命,或致使機(jī)器設(shè)備在工作狀態(tài)下發(fā)生泄漏。裝配時(shí)調(diào)整不當(dāng)容易致使設(shè)備運(yùn)行時(shí)發(fā)生泄漏。其次密封件的材質(zhì)不合格,或者選用的材質(zhì)同使用的介質(zhì)不當(dāng),容易產(chǎn)生腐蝕,或者密封元件本身有缺陷而沒有被發(fā)現(xiàn),也可能致使發(fā)生泄漏。密封壓蓋類零件的剛度不夠,如各種法蘭、密封蓋等由于剛度不夠,當(dāng)壓力較大時(shí),容易產(chǎn)生變形,當(dāng)變形達(dá)到一定的程度時(shí),將導(dǎo)致泄漏的發(fā)生。
4、機(jī)械密封的振動(dòng)偏大
機(jī)械密封的振動(dòng)偏大主要有兩種原因:一是機(jī)械密封本身的原因,轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備在運(yùn)行中,密封端面可能會(huì)有磨損、熱裂、變形等狀況,采用彈簧力作為補(bǔ)償機(jī)構(gòu)作用力的,在長時(shí)間使用后彈簧本身會(huì)松弛或斷裂,輔助的密封圈也可能會(huì)有變形、斷裂、磨損等現(xiàn)象發(fā)生。
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機(jī)械密封的最新內(nèi)容
而無線充電系統(tǒng)無機(jī)械觸點(diǎn)、全密封設(shè)計(jì)，從根本上消除了這類損耗，設(shè)備全生命周期維護(hù)成本可降低90%以上。
管理效率全面升級(jí)。 魯渝能源防爆無線充電器可接入工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，實(shí)時(shí)監(jiān)控每一臺(tái)設(shè)備的充電狀態(tài)、電池健康度及能耗數(shù)據(jù)。某大型煤礦部署的防爆充電矩陣系統(tǒng)，成功實(shí)現(xiàn)數(shù)十臺(tái)礦用巡檢機(jī)器人的全生命周期管理，充電效率提升40%，每年減少防爆區(qū)人員進(jìn)出超1萬次。
凸輪泵vs螺桿泵：濃縮污泥輸送的性能對(duì)比10個(gè)月前
可通過雙轉(zhuǎn)子優(yōu)化）
完全無脈動(dòng)
耐磨性能
轉(zhuǎn)子耐磨，壽命長
定子易磨損，需定期更換
能耗
中等至高粘度下效率高
低粘度時(shí)效率高，高粘度時(shí)能耗上升
維護(hù)成本
機(jī)械密封維護(hù)簡單
機(jī)械故障、密封故障、過熱
腐蝕空氣
腐蝕、電解、表面劣化導(dǎo)電性增加、接觸電阻增加
磨損增加電氣故障、機(jī)械故障
溫度急速變化
溫度沖擊局部過熱
龜裂變形、機(jī)械故障
加速振動(dòng)碰損或沖擊
在進(jìn)行非線性有限元彈塑性分析時(shí)，基于以下幾點(diǎn)假設(shè)對(duì)問題進(jìn)行了簡化： 1)不考慮軟金屬鍍層的影響，認(rèn)為密封接觸面為理想光滑表面，并忽略由于機(jī)械加工造成的密封表面加工硬化、表面粗糙度和殘余應(yīng)力給密封性能帶來的影響。 2)將螺栓擰緊力矩等效為軸向位移載荷，并認(rèn)為軸向位移載荷通過法蘭均勻作用于密封環(huán)上。 3)忽略加工誤差、安裝誤差等不確定性因素的影響，不考慮加工制造、裝配等原因引起的彎曲變形和扭轉(zhuǎn)變形等。
1 數(shù)值計(jì)算模型及方法
1.1結(jié)構(gòu)與參數(shù)
雙葉片環(huán)保泵的結(jié)構(gòu)如圖1所示，轉(zhuǎn)子系統(tǒng)包括泵軸、前軸承、后軸承、機(jī)械密封及葉輪。主要設(shè)計(jì)參數(shù)如下：流量Qd=400m3/h；揚(yáng)程Hd=14m；轉(zhuǎn)速n=1470r/min。
1.2三維造型與網(wǎng)格劃分
采用三維軟件對(duì)雙葉片環(huán)保泵的全流道水體（進(jìn)水段、葉輪、蝸殼、出水段）進(jìn)行建模，導(dǎo)入ANSYS Meshing軟件進(jìn)行網(wǎng)格劃分（如圖2）。
二、機(jī)械密封
機(jī)械密封是一種比較新型的密封結(jié)構(gòu)。它的泄漏量少，使用壽命長，摩擦功率損耗小，軸或軸套不受磨損，耐振性能好，常用于高低溫、易燃易爆有毒介質(zhì)的場(chǎng)合。但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，密封環(huán)加工精度要求高，安裝技術(shù)要求，裝拆不方便，成本高。
密封裝置使用條件：
a.通常在常壓或低壓條件下采用填料密封，一般使用壓力小于0.2MPa。
3.3.3 密封
3.3.3.1 機(jī)械密封
a. 壓蓋與軸套的直徑間隙為0.75~1.00mm，壓蓋與密封腔間的墊片厚度為1~2mm。
b. 密封壓蓋與靜環(huán)密封圈接觸部位的粗糙度為Ra3.2。
c. 安裝機(jī)械密封部位的軸或軸套，表面不得有銹斑、裂紋等缺陷，粗糙度Ra1.6。
d.
· 壓力滲透是一種簡單易用的，同時(shí)非常強(qiáng)大的功能，可以評(píng)估機(jī)械密封件有無泄漏行為。
· 結(jié)果表明，是否考慮粘彈性對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果有顯著影響。
文章來源：ABAQUS仿真世界
流體動(dòng)力潤滑廣泛應(yīng)用于噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片、機(jī)械密封、軸承、齒輪、內(nèi)燃機(jī)、生物醫(yī)學(xué)和納米技術(shù)。
根據(jù)屈服剪切應(yīng)力，潤滑劑可分為剛性潤滑劑或準(zhǔn)牛頓潤滑劑。
在流體動(dòng)力潤滑中，流體動(dòng)力剪切應(yīng)力特性非常重要，因?yàn)樗鼈冇绊憹櫥瑒┑淖冃巍?每當(dāng)兩個(gè)表面（例如工具和工件）之間存在摩擦?xí)r，就會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)力問題。流體動(dòng)力潤滑是一種公認(rèn)的潤滑方式，有助于減少表面之間的摩擦。
具體細(xì)分層級(jí)可見下圖：
輕量化之余，電池包的結(jié)構(gòu)還依然需要滿足機(jī)械安全、密封絕緣和防火等安全需求。箱體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度、耐撞性、穩(wěn)定性都會(huì)對(duì)電池包性能產(chǎn)生影響。
