機械密封圈端部流體動態(tài)槽的加工方法

1引言

接觸式機械密封在使用過程中，動環(huán)與靜環(huán)的接觸面應(yīng)摩擦產(chǎn)生熱量。機械密封件彈力加載機構(gòu)與輔助密封是金屬波紋管的機械密封我們稱為金屬波紋管密封。在輕型密封中，還有使用橡膠波紋管作輔助密封的，橡膠波紋管彈力有限，一般需要輔以彈簧來滿足加載彈力。 “機械密封”通常被人們簡稱為“機封”。密封件廠家一種旋轉(zhuǎn)機械的軸封裝置。比如離心泵、離心機、反應(yīng)釜和壓縮機等設(shè)備。由于傳動軸貫穿在設(shè)備內(nèi)外，這樣，軸與設(shè)備之間存在一個圓周間隙，設(shè)備中的介質(zhì)通過該間隙向外泄漏，如果設(shè)備內(nèi)壓力低于大氣壓，則空氣向設(shè)備內(nèi)泄漏，因此必須有一個阻止泄漏的軸封裝置。機械密封至少一對垂直于旋轉(zhuǎn)軸線端面在流體壓力和補償機構(gòu)彈力（或磁力）的作用下以及輔助密封的配合下保持貼合且相對滑動所構(gòu)成的防止流體泄漏的裝置。對于高 pv 值系統(tǒng)，摩擦熱會引起密封表面溫度升高，從而增加磨損和熱變形，增加摩擦磨損; 如果機械密封的溫度遠高于允許使用的材料溫度，則密封環(huán)可能發(fā)生熔化、膠水或熱裂紋等故障，造成停機，造成巨大的經(jīng)濟損失或環(huán)境污染。因此，有必要利用動壓效應(yīng)來提高密封的承載能力，減少摩擦、磨損和泄漏，提高密封的可靠性，延長密封的使用壽命。利用流體動壓效應(yīng)的常用方法是在摩擦副的密封面上開一個某種形狀的流體動壓槽。在這些凹槽的作用下，普通接觸密封成為機械密封元件流體動壓非接觸密封。這些長笛可以起到流體動力潤滑的作用，使密封面失去接觸，并能起到密封防止泄漏的作用。根據(jù)機械密封的工作條件、工作參數(shù)和使用機械軸密封的要求，可將水槽設(shè)計成不同的平面和橫截面槽型。平面形狀有人字槽、八字槽、螺旋槽、圓弧槽、直線槽等，剖面槽有梯形槽、方形槽、 v 形槽、斜底槽等。根據(jù)水槽深度的不同，水槽可分為淺水槽、 m 深水槽和深水槽、 mm 深水槽兩大類。淺槽的密封機理為流體動壓效應(yīng)，深槽的密封機理為熱流體動壓模式效應(yīng)或流體動壓墊效應(yīng)。流道槽的幾何參數(shù)對密封性能有很大影響，如槽深、槽數(shù)、槽徑比、進口角和槽表面粗糙度等與開啟力、泄漏量、剛性泄漏率、端面溫升、摩擦系數(shù)等密封性能參數(shù)直接相關(guān)。當 m 級淺流槽深度只有幾米時，泄漏量會發(fā)生很大變化，動壓槽的精確設(shè)計和加工直接影響機械密封的質(zhì)量。目前，我國機械密封行業(yè)取得了長足的發(fā)展，國內(nèi)機械密封產(chǎn)品正在部分大型或關(guān)鍵設(shè)備上運行，有的已經(jīng)替代了進口產(chǎn)品，累計運行已達5年以上。但為了提高機械密封產(chǎn)品的質(zhì)量，必須從設(shè)計、材料、工藝等方面進行大量的工作，如密封環(huán)端面流體動壓槽的加工。

2密封材料

密封材料的性能直接關(guān)系到動壓槽的加工。一般情況下，摩擦副的硬圈多采用WC硬質(zhì)合金。碳化鎢硬質(zhì)合金因其硬度高、耐磨性好、強度高而成為一種良好的密封材料。然而，隨著工業(yè)的發(fā)展，對機械設(shè)備的性能要求越來越高。工作條件可能是高壓、高速和高溫，密封介質(zhì)可能是高腐蝕性或含有磨粒。在這些情況下，WC硬質(zhì)合金并不是理想的密封材料。