機械密封件介紹
機械密封件屬于精密、結構較為復雜的機械基礎元件之一，是各種泵類(lèi)、反應合成釜、透平壓縮機、潛水電機等設備的關(guān)鍵部件。其密封性能和使用壽命取決于許多因素，如選型、機器的精度、正確的安裝使用等。
1、機械密封的基本概念
機械密封是指由至少一對垂直于旋轉軸線(xiàn)的端面在流體壓力和補償機構彈力（或磁力）的作用下以及輔助密封的配合下保持貼合并相對滑動(dòng)而構成的防止流體泄漏的裝置。補償環(huán)的輔助密封為金屬波紋管的稱(chēng)為波紋管機械密封。
2、機械密封的組成
主要有以下四類(lèi)部件。a.主要密封件：動(dòng)環(huán)和靜環(huán)。b.輔助密封件：密封圈。c.壓緊件：彈簧、推環(huán)。d.傳動(dòng)件：彈箕座及鍵或固定螺釘。
應注意問(wèn)題
1、安裝時(shí)注意事項
（1）要十分注意避免安裝中所產(chǎn)生的安裝偏差
a、上緊壓蓋應在聯(lián)軸器找正后進(jìn)行，螺栓應均勻上支，防止壓蓋端面偏斜，用塞尺檢查各點(diǎn)，其誤差不大于0.05毫米。
b、檢查壓蓋與軸或軸套外徑的配合間隙（即同心度），四周要均勻，用塞尺檢查各點(diǎn)允差不大于0.01毫米。
（2）彈簧壓縮量要按規定進(jìn)行，不允許有過(guò)大或過(guò)小現象，要求誤差2.00毫米。過(guò)大會(huì )增加端面比壓，另速端面磨損。過(guò)小會(huì )造成比壓不足而不能起到密封作用。
（3）動(dòng)環(huán)安裝后髯保證能在軸上靈活移動(dòng)，將動(dòng)環(huán)壓向彈簧后應能自動(dòng)彈回來(lái)。
2、拆卸時(shí)注意事項
（1）在拆卸機械密封時(shí)要仔細，嚴禁動(dòng)用手錘和扁鏟，以免損壞密封元件。可做一對鋼絲勾子，在對自負盈虧方向伸入傳動(dòng)座缺口處，將密封裝置拉出。如果結垢拆卸不下時(shí)，應清洗干凈后再進(jìn)行拆卸。
（2）如果在泵兩端都用機械密封時(shí)，在裝配，拆卸過(guò)程中互相照顧，防止顧此失彼。
（3）對運行過(guò)的機械密封，凡有壓蓋松動(dòng)使密封發(fā)生移動(dòng)的情況，則動(dòng)靜環(huán)零件必須更換，不應重新上緊繼續使用。因為在之樣楹動(dòng)后，摩擦副原來(lái)運轉軌跡會(huì )發(fā)生變動(dòng)，接觸面的密封性就很容易遭到破壞。
機械密封件正常運行和維護
1、啟動(dòng)前的準備工作及注意事項
（1）全面檢查機械密封，以及附屬裝置和管線(xiàn)安裝是否齊全，是否符合技術(shù)要求。
（2）機械密封啟動(dòng)前進(jìn)行靜壓試驗，檢查機械密封是否有泄漏現象。若泄漏較多，應查清原因設法消除。如仍無(wú)效，則應拆卸檢查并重新安裝。一般靜壓試驗壓力用2~3公斤/平方厘米。
（3）按泵旋向盤(pán)車(chē)，檢查是否輕快均勻。如盤(pán)車(chē)吃力或不動(dòng)時(shí)，則應檢查裝配尺寸是否錯誤，安裝是否合理。
2、安裝與停運
（1）啟動(dòng)前應保持密封腔內充滿(mǎn)液體。對于輸送凝固的介質(zhì)時(shí)，應用蒸氣將密封腔加熱使介質(zhì)熔化。啟動(dòng)前必須盤(pán)車(chē)，以防止突然啟動(dòng)而造成軟環(huán)碎裂。
（2）對于利用泵外封油系統的機械密封，應先啟動(dòng)封油系統。停車(chē)后最后停止封油系統。
（3）熱油泵停運后不能馬上停止封油腔及端面密封的冷卻水，應待端面密封處油溫降到80度以下時(shí)，才可以停止冷卻水，以免損壞密封零件。
3、運轉
（1）泵啟動(dòng)后若有輕微泄漏現象，應觀(guān)察一段時(shí)間。如連續運行4小時(shí)，泄漏量仍不減小，則應停泵檢查。
（2）泵的操作壓力應平穩，壓力波動(dòng)不大于1公斤/平方厘米。
（3）泵在運轉中，應避免發(fā)生抽空現象，以免造成密封面干摩擦及密封破壞。
（4）密封情況要經(jīng)常檢查。運轉中，當其泄漏超過(guò)標準時(shí)，重質(zhì)油不大于5滴/分，輕質(zhì)油不大于10/分，如2-3日內仍無(wú)好轉趨勢，則應停泵栓查密封裝置。
密封”在我國的發(fā)展源遠流長(cháng)，古人曾經(jīng)用棉、麻等纖維來(lái)做提水機械的密封件，而國外到1782年才使用填料。密封的重要性，在這里就不多說(shuō)了，如今國外 已經(jīng)出現研究密封規律、密封裝置設計技術(shù)和應用科學(xué)原理的學(xué)科——“密封學(xué)”，科研院校也有專(zhuān)門(mén)研究密封學(xué)的專(zhuān)業(yè)課程，而在我國，迄今為止，據我所知，大 學(xué)里有流體力學(xué)和液壓傳動(dòng)等課程，但還沒(méi)有一個(gè)專(zhuān)門(mén)研究密封的“密封系”，所以我們的研究水平與國外相比，還是有所差距的。
密封所設計的專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域非常多，除了材料和機械方面，還有力學(xué)（包括流體力學(xué)、邊界層理論等等）、摩擦學(xué)、自動(dòng)控制等等。所以對密封來(lái)講，研究難度也是相對較大的。國內密封行業(yè)的水平，個(gè)人認為與國外相比差距應該不少于50年。
關(guān)于密封原理
想學(xué)習密封，就一定要先了解泄漏，泄漏的原理了解了，那相對應密封的機理也就有了。泄漏無(wú)外乎有三種——
一是穿漏，也就是密封面間隙間的泄漏
二是滲漏，也就是密封的流體通過(guò)密封件材料的毛細管的泄漏
三是擴散，是指在濃度差的作用下，密封介質(zhì)通過(guò)間隙或材料的毛細管發(fā)生的物質(zhì)傳遞。
關(guān)于密封方法
密封方法大致有這么幾種——
1、盡量減少設置密封的部位
2、堵塞和隔離
3、引出或注入
4、增加泄漏阻力
5、在通道中增設做功元件
6、多種密封方法組合
常見(jiàn)的密封形式
墊片密封、填料密封、機械密封、非接觸型密封以及注劑式帶壓堵漏是常見(jiàn)的密封形式。其中填料密封應該算是最常見(jiàn)的，它還包括軟填料密封、硬填料密封和成 型填料密封。成型填料密封包括我們常見(jiàn)的O形圈、Y形圈、油封等等。非接觸型密封包括間隙密封、迷宮密封、浮動(dòng)密封、動(dòng)力密封、磁流體密封和全封閉式密封。
常用墊圈性能及新材料和新技術(shù)
1、常用墊圈性能
使用閥門(mén)時(shí)，往往根據具體情況，更換原帶墊圈。常有墊圈有：橡膠平墊圈、橡膠O形圈、塑料平墊圈、聚四氟乙烯包墊圈、石棉橡膠墊圈、金屬平墊圈、金屬異形墊圈、金屬包皮墊圈、波形墊圈、纏繞墊圈等。
（1）橡膠平墊圈：變形容易，壓緊時(shí)不費力，但耐壓、耐溫能力都較差，只用于壓力低、溫度不高的地方。天然橡膠有一定耐酸堿性能，使用溫度不宜超過(guò)60℃；氯丁 橡膠也能耐某些酸堿，使用溫度80℃；丁腈橡膠耐油，可用至80℃；氟橡膠耐腐蝕性能很好，耐溫性能也比一般橡膠強，可在150℃介質(zhì)中使用。
（2）橡膠O形墊圈：斷面形狀是正圓，有一定的自緊作用，密封效果比平墊圈好，壓緊力更小。
（3） 塑料平墊圈：塑料的最大特點(diǎn)是耐腐蝕性好,大部分塑料耐溫性能不好。聚四氟乙烯為塑料之冠，不但耐腐蝕性能優(yōu)異，而且耐溫范圍比較寬闊，可在-180℃～+200℃之內長(cháng)期使用。
（4）聚四氟乙烯包墊圈：為了充分發(fā)揮聚四氟乙烯的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)彌補它彈性較差的缺點(diǎn)，做成聚四氟乙烯包裹橡膠或石棉橡膠的墊圈。這樣，既同聚四氟乙烯平墊圈一樣耐腐蝕，又有良好的彈性，增強密封效果，減小壓緊力。其斷面形狀如圖4-20所示。
（5）石棉橡膠墊圈：由石棉橡膠板剪成。它的組分是60～80%的石棉和10～20%的橡膠，以及填充劑、硫化劑等。它有很好的耐熱性、耐冷性、化學(xué)穩定性，而 且貨源豐富，價(jià)格便宜。使用時(shí)，壓緊力不必很大。由于它能粘附金屬，所以最好表面涂一層石墨粉，以免拆卸時(shí)費勁。
石棉橡膠板有四種顏色：灰色，用于低壓(牌號XB-200，耐壓≤16公斤/平方厘米，耐溫200℃) ；紅色，用于中壓(牌號XB-350，耐壓可達40公斤/平方厘米，耐溫350℃) ；紫紅色，用于高壓(牌號XB-450，耐壓100公斤/平方厘米耐溫450℃) ；綠色，用于油類(lèi)，耐壓性能也很好。
（6）金屬平熱圈：鉛，耐溫100℃；鋁430℃；銅315℃；低碳鋼550℃；銀650℃；鎳810℃；蒙乃爾(鎳銅)合金810℃，不銹鋼870℃。其中鉛耐壓能力較差，鋁可耐64公斤/平方厘米，其他材料可耐高壓。
（7）金屬異性墊圈：
透鏡墊圈：有自緊作用，使用于高壓閥門(mén)。
橢圓形墊圈：也屬于高壓自緊墊圈。
錐面雙墊圈：用于高壓內自緊密封。
此外，還有方形、菱形、三角形、齒形、燕尾形、B形、C形等，一般只在高中壓閥門(mén)中使用。
（8）金屬包皮墊圈：金屬既有良好的耐溫耐壓性能，又有良好的彈性。包皮材料有鋁、銅、低碳鋼、不銹鋼、蒙乃爾合金等。里面填充材料有石棉、聚四氟乙烯、玻璃纖維等。
（9）波形墊圈：具有壓緊力小，密封效果好的特點(diǎn)。常采用金屬與非金屬組合的形式。
（10）纏繞墊圈：是把很薄的金屬帶和非金屬帶緊貼在一起，纏繞成多層的圓形，斷面呈波浪狀，有很好的彈性和密封性。金屬帶可用08鋼、0Cr13、1Cr13、2Cr13、1Cr18Ni9Ti、銅、鋁、鈦、蒙乃爾合金等制作。非金屬帶材料有石棉、聚四氟乙烯等。
以上，講述密封墊圈性能時(shí)，列舉了一些數字。必須說(shuō)明，這些數字跟法蘭形式、介質(zhì)情況和安裝修理技術(shù)等有密切的關(guān)系，有時(shí)可以超過(guò)，有時(shí)達不到，而且耐壓和耐溫性能，也是互相轉化的，例如溫度高了，耐壓能力往往降低，這些細微的問(wèn)題，只能在實(shí)踐中體會(huì )。
2、新材料和新技術(shù)
以上介紹的密封墊圈還很不全面，況且密封技術(shù)正處于迅猛發(fā)展中。下面舉例介紹幾項新材料和新技術(shù)。
（1） 液體密封：隨著(zhù)高分子有機合成工業(yè)的迅猛發(fā)展，出現了液態(tài)密封膠，使用于靜密封；這項新技術(shù)，通常叫做液體密封。液體密封的原理，是利用液態(tài)密封膠的粘附 性、流動(dòng)性和單分子膜效應(越薄的膜自然回復傾向越大) ，在適當壓力下，使它象墊圈一樣地起作用。所以對使用著(zhù)的密封膠，也叫做液體墊圈。
（2）聚四氟乙烯生料密封：聚四氟乙烯也是高分子有機化合物，它在燒結成制品之前，叫做生料，質(zhì)地柔軟，也有單分子膜效應。用生料做成的帶叫生料帶，可以卷成盤(pán) 長(cháng)期保存。使用時(shí)能自由成形，任意接頭，只要一有壓力，便形成一個(gè)均勻地起著(zhù)密封作用的環(huán)形膜。作為閥門(mén)中閥體與閥蓋間的墊圈，可在不取出閥瓣或閘板的情 況下，撬開(kāi)一縫隙，塞進(jìn)生料帶去就行了。壓緊力小，不粘手，也不粘法蘭面，更換十分方便。對于榫槽法蘭最適宜。聚四氟乙烯生料，還可做成管形和棒狀，作密 封用。
（3）金屬空心O形圈：彈性好，壓緊力小，有自緊作用，可選用多種金屬材料，從而在低溫、高溫和強腐蝕性介質(zhì)中都能適應。
（4） 石墨板密封圈：在人們印象中，石墨是脆性物質(zhì)，缺乏彈性和韌性，但經(jīng)過(guò)特殊處理的石墨，卻是質(zhì)地柔軟，彈性良好。這樣，石墨的耐熱性能和化學(xué)穩定性，便可 以在墊圈材料中得以顯示；而且這種墊圈壓緊力小，密封效果異常優(yōu)越。這種石墨還能做成帶，跟金屬帶配合，組成性能優(yōu)異的纏繞墊圈。石墨板密封圈和石墨 ----金屬纏繞墊圈的出現，是高溫抗腐蝕密封的重大突破。這類(lèi)墊圈，國外已經(jīng)大量生產(chǎn)和使用。