軸向密封的密封特點以及影響密封選擇的因素

2008-09-21 真空技術網 ekato.eu

        在軸向密封中有一個軸向放置的摩擦/滑動配合件。接觸面是一個水平的環面,將內部和外部空間相隔開。環相互間的有限的徑向相對運動不會削弱密封效率,通過一個或兩個密封環軸向調整,可以抵消磨損的影響。環的幾何形狀保持不變,因此這里也可以使用硬質材料。軸向密封通常被稱作機械密封。        滑環對由一個動環和一個靜環組成,其接觸面有很高的光潔度(<(1 µm)。這樣在整個外圍區域,密封縫足夠少,用于避免泄漏。滑環本身是使用與安裝的外殼部件相匹配的靜態的二次密封元件來密封的。

         環之間的相對速度決定摩擦。 因而,產生的熱量取決于密封縫中的摩擦系數和軸轉數。 需要密封的介質的高溫可能會進一步的產生熱負荷。因此,很需要通過合適的潤滑來保持摩擦配合件的摩擦特性。

潤滑膜結構

        為了實現機械卸載,在已潤滑的密封中需要附加靜壓或動壓的壓力。根據需要密封的壓力差和轉數,可以在相應的結構和流體選擇中在密封縫里形成一個自我穩定的液力。 壓力曲線可以近似為線性,參閱圖例 2

Creation of a lubricant film

        負載系數 K 作為使用密封壓力負載的平面 A2 與兩個滑環 A1 的整個密封面的比例,參閱圖例3,對于評價靜壓的閉合力是一個很重要的數值,閉合力能夠避免密封縫中的斷開應力造成的滑環升起。

Variables affecting the balance ratio K

3. Variables affecting the balance ratio K

        滑環分為負載的滑環密封 K > 1(在實踐 1.1 和 1.2 中),去負荷的滑環密封 K < 1(在實踐 0.6 和 0.9 中)。通過降低的 K 值,使得針對熱過載的安全性有所提高,但是仍然需要采取防止滑面突出的措施。

       待密封空間的壓力作用在滑環上; 在密封處形成一個相對應的壓力曲線。其他力來自 O 型密封圈、密封面和旋轉止動器上的摩擦。在滑面的壓力差較低時,閉合力還會因為取決于旋轉方向或與旋轉方向無關的彈力而加強。如果閉合力始終略高于斷開應力,則可以確保滑環密封的功能性。

       以上提到的力和零件中的溫度梯度會使滑環變形。 這一變形會影響幾何形狀,從而影響密封縫中的壓力曲線。為了保證密封面的穩定不變的情況,會使用硬質材料作為密封環,尤其是在密封要求很高的情況下。

影響密封選擇的參數

       密封順序、材料以及附加設備的選擇取決于不同的參數。待密封介質的壓力和溫度以及待密封軸的直徑和轉數在設計中是考慮功能安全性的重要參數。為了進行評估,經常會考慮產品的壓力和密封面速度或 p·v-作為評估值。      其他的邊緣條件包括安裝環境、產品特性,例如化學侵蝕、結塊傾向和固體部件。這針對于固體含量高的產品或泥漿,對密封設計甚至起著基礎作用。