機(jī)械密封圈端部流體動(dòng)態(tài)槽的加工方法

1引言

接觸式機(jī)械密封在使用過(guò)程中，動(dòng)環(huán)與靜環(huán)的接觸面應(yīng)摩擦產(chǎn)生熱量。機(jī)械密封件彈力加載機(jī)構(gòu)與輔助密封是金屬波紋管的機(jī)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(lái)滿足加載彈力。 “機(jī)械密封”通常被人們簡(jiǎn)稱為“機(jī)封”。密封件廠家一種旋轉(zhuǎn)機(jī)械的軸封裝置。比如離心泵、離心機(jī)、反應(yīng)釜和壓縮機(jī)等設(shè)備。由于傳動(dòng)軸貫穿在設(shè)備內(nèi)外，這樣，軸與設(shè)備之間存在一個(gè)圓周間隙，設(shè)備中的介質(zhì)通過(guò)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(gè)阻止泄漏的軸封裝置。機(jī)械密封至少一對(duì)垂直于旋轉(zhuǎn)軸線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且相對(duì)滑動(dòng)所構(gòu)成的防止流體泄漏的裝置。對(duì)于高 pv 值系統(tǒng)，摩擦熱會(huì)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(jī)械密封的溫度遠(yuǎn)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(jī)，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失或環(huán)境污染。因此，有必要利用動(dòng)壓效應(yīng)來(lái)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(zhǎng)密封的使用壽命。利用流體動(dòng)壓效應(yīng)的常用方法是在摩擦副的密封面上開(kāi)一個(gè)某種形狀的流體動(dòng)壓槽。在這些凹槽的作用下，普通接觸密封成為機(jī)械密封元件流體動(dòng)壓非接觸密封。這些長(zhǎng)笛可以起到流體動(dòng)力潤(rùn)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(jī)械密封的工作條件、工作參數(shù)和使用機(jī)械軸密封的要求，可將水槽設(shè)計(jì)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(jī)理為流體動(dòng)壓效應(yīng)，深槽的密封機(jī)理為熱流體動(dòng)壓模式效應(yīng)或流體動(dòng)壓墊效應(yīng)。流道槽的幾何參數(shù)對(duì)密封性能有很大影響，如槽深、槽數(shù)、槽徑比、進(jìn)口角和槽表面粗糙度等與開(kāi)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(dāng) m 級(jí)淺流槽深度只有幾米時(shí)，泄漏量會(huì)發(fā)生很大變化，動(dòng)壓槽的精確設(shè)計(jì)和加工直接影響機(jī)械密封的質(zhì)量。目前，我國(guó)機(jī)械密封行業(yè)取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，國(guó)內(nèi)機(jī)械密封產(chǎn)品正在部分大型或關(guān)鍵設(shè)備上運(yùn)行，有的已經(jīng)替代了進(jìn)口產(chǎn)品，累計(jì)運(yùn)行已達(dá)5年以上。但為了提高機(jī)械密封產(chǎn)品的質(zhì)量，必須從設(shè)計(jì)、材料、工藝等方面進(jìn)行大量的工作，如密封環(huán)端面流體動(dòng)壓槽的加工。

2密封材料

密封材料的性能直接關(guān)系到動(dòng)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(qiáng)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(duì)機(jī)械設(shè)備的性能要求越來(lái)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。