本书是目前国内机械密封设计、制造、使用、维修的综合性技术手册,适用面广;
参与的作者长期从事机械密封科研、设计、生产制造及应用,具有较丰富的实践经验,内容实用性强。
本书是一本综合性机械密封实用技术图书,系统、全面地介绍了机械密封的设计、制造、技术标准、使用维修等,内容丰富、通俗易懂。内容资料全部来自设计、制造、应用一线,并综合了国内外部分技术资料,实用性价值高。
本书可供机械密封的设计、生产制造、使用单位的工程技术人员和技术工人使用,也可供大专院校相关专业师生参考。
第一章绪论1
第一节泄漏与密封1
第二节机械密封的发展3
第三节机械密封的优缺点4
第二章机械密封的基本原理6
第一节机械密封的组成及基本原理6
第二节主要零部件的作用7
第三章机械密封的分类9
第一节按作用原理和结构分类9
第二节按应用的主机分类12
第三节按使用工况和参数分类12
第四章机械密封的密封特性14
第一节摩擦系数与密封准数14
第二节密封端面上的液膜压力17
第三节平衡系数18
第四节pv值与pcv值20
第五章机械密封的设计和计算21
第一节机械密封的设计条件及设计顺序21
第二节主要零件结构确定21
第三节主要零件的尺寸确定27
第四节弹簧比压和端面比压的计算30
第五节弹簧的设计计算33
第六节波纹管有效作用直径的计算36
第七节镶嵌环结构尺寸的确定37
第八节机械密封冲洗冷却流量的计算44
第六章机械密封材料46
第一节摩擦副组对材料46
第二节辅助密封圈材料60
第三节弹性元件及其他零件的材料68
第四节机械密封材料的选用71
第七章机械密封的支持系统73
第一节支持系统的作用73
第二节冲洗与冷却方式73
第三节支持系统的部件76
第四节泵用机械密封冲洗冷却方案82
第五节釜用机械密封支持系统91
第八章机械密封技术标准97
第九章机械密封制造技术101
第一节机械密封零件的公差配合与技术要求101
第二节机械密封典型零件的制造106
第三节机械密封的研磨技术119
第四节机械密封端面平面度的检验131
第十章机械密封的检测136
第一节机械密封的静压试验136
第二节机械密封气密性试验136
第三节机械密封的运转试验140
第四节API 682标准认证试验140
第五节机械密封产品生产许可证141
第十一章机械密封的选型和安装使用148
第一节机械密封选型148
第二节机械密封的订货验收与保管174
第三节机械密封对安装机器的精度要求175
第四节机械密封的安装与使用178
第五节搪玻璃设备用机械密封安装与使用181
第十二章密封失效分析与对策185
第一节泄漏失效分析185
第二节从摩擦副用材料分析故障原因187
第三节从失效形式分析故障原因189
第四节密封失效典型实例分析195
第五节机械密封的故障及防止措施199
第十三章非接触干气密封203
第一节干气密封的结构原理204
第二节干气密封的类型及应用范围205
第三节干气密封的设计计算210
第四节干气密封的控制系统214
第五节干气密封产品生产及技术要求223
第十四章应用典型工况的机械密封228
第一节酸泵用机械密封228
第二节碱泵用机械密封233
第三节烟气脱硫循环泵用机械密封235
第四节高危介质泵用机械密封236
第五节高黏度介质用机械密封242
第六节搪玻璃容器用机械密封243
第七节高压反应釜用机械密封246
第八节医药搅拌设备用干运转机械密封247
附录A国际标准API 682:2004《离心和旋转泵用轴密封系统》标准解读248
附录B国内最新修订的部分机械密封标准介绍338
附录C国内机械密封材料主要生产单位401
参考文献402
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【学员问题】什么叫做机械密封?
【解答】机械密封也称端面密封,主要用于泵、压缩机、液压传动和其他类似设备的旋转轴的密封。机械密封由一对和数对动环与静环组成的平面摩擦副构成的密封装置。
机械密封是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)的作用下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。补偿环的辅助密封为金属波纹管的称为波纹管机械密封。
以上内容均根据学员实际工作中遇到的问题整理而成,供参考,如有问题请及时沟通、指正。
本书对国外机械密封的型号、代码、结构、材料、设计特点、技术要求、性能检测等方面作了介绍。
在液体介质中工作的机械密封,一般均依靠液体介质在动、静环摩擦面间所形成的液膜进行润滑。因此,维持摩擦面间的液膜是保证机械密封稳定运转、延长使用寿命所必不可少的。
机械密封的动、静环之间的摩擦根据不同条件会出现下列情况:
(1)干摩擦:
滑动摩擦面上无液体进入,因而无液膜存在,仅有尘土和氧化层,以及吸附的气体分子等。当动、静环运转时,其结果必然是使摩擦面发热、磨损加剧而造成泄露。
(2)边界润滑:
当动、静环之间的压力增大或者液体在摩擦面上形成液膜的能力较差时,液体将从间隙中被挤出。由于表面不是绝对平的,而是凹凸不平,在凸出就有接触磨损,而在凹处则保持液体的润滑性能,造成边界润滑。边界润滑的磨损和发热程度为中等。
(3)半液体润滑:
滑动表面的凹坑处存有液体,接触面之间维持一层很薄的液膜,所以发热和磨损情况均较好,由于动、静环之间的液膜在其出口处有表面张力,故限制了液体的泄露。
(4)完全液体润滑:
当动、静环之间的压力不足,而使间隙增大时,液膜增厚,这时不存在固体接触,故无摩擦现象。但由于在这种情况下动、静环之间的缝隙较大,故起不到密封作用,泄露严重。在实际应用中一般不允许有这种情况出现(受控膜机械密封除外)。
机械密封动、静环之间的工作情况,大多数是处在边界润滑和半液体润滑状态下,而半液体润滑能够在摩擦系数最小即磨损与发热令人满意的情况下,获得最好的密封效果。
使机械密封能在良好的润滑条件下工作,还需从介质特性、压力、温度、滑动速度等因素综合考虑,但选择适当的动、静环之间的压力,合理的润滑结构和提高动、静环摩擦表面质量也是保证密封有效工作的重要因素。
几种强化润滑的结构
1.端面偏心:
一般机械密封,动环的中心、静环的中心和轴的中心线都在一条直线上,如果将动环或静环中的某一个环的端面中心做成与轴的中心线偏移一定距离,就能使环在旋转时不断带入润滑液至滑动面间起润滑作用。
应当指出的是,偏心尺寸不能过大,特别是对于高压,偏心会使端面所受的压力不均匀,而造成磨损不均匀。对于高转速密封,不宜用动环作为偏心环,否则由于离心力的平衡会使机器发生振动。
2.端面开槽:
高压和高转速机械要保持摩擦面间的液膜是有困难的,液膜常常被高压和高转速而生成的摩擦热所破坏。对这种情况,采取开槽形式来强化润滑是很有成效的。动环和静环都可以开槽,一般开在较耐磨的材料上。动环与静环不应同时开槽,因为这样会降低润滑效果。为了使污物或磨屑尽可能不进入摩擦面,对液体为顺离心力方向(外流式)流动的密封,槽应开在静环上,以避免离心力的作用将污物引入摩擦面。反之,液体为逆离心力方向(内流式)流动时,槽应开在动环上,离心力有助于将污物自槽中甩出。
摩擦面开的小槽有矩形、楔形、或其它形状。槽不宜太多或太深,否则会使泄露增加。
3.静压润滑:
所谓静压润滑是将有压力的润滑液体直接引入摩擦面以起到润滑的作用。引入的润滑液体由单独的液源供给,如液压泵等。用此有压力的润滑液与机械内的流体压力相对抗,此种形式通常也称为流体静压力密封。
气体介质的机械密封应采取措施建立气膜润滑,如采用气体静压受控膜机械密封或固体润滑,即选用自润滑材料作动环或静环。只要条件允许,应尽可能把气体介质条件转换为液体介质条件,这样既便于润滑又便于密封。
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