選型的主要參數有:密封腔體壓力(MPa)、流體溫度(℃)、工作速度(m/s)、流體的特性以及安裝密封的有效空間等。
選型的基本原則為:
1.根據密封腔體壓力,確定密封結構采用平衡型或非平衡型,單端面或雙端面等。
2.根據工作速度,確定采用旋轉式或靜止式,流體動壓式或非接觸型。
3.根據溫度及流體性質,確定摩擦副和輔助密封材料,以及正確選擇潤滑、沖洗、保溫、冷卻等機械密封循環保護系統等。
4.根據安裝密封的有效空間,確定采用多彈簧或單彈簧或波形彈簧,內裝式或外裝式。
在一個或兩個端面出現缺口,這種現象說明兩個端面分開的距離太大,而當兩個端面用力合緊時,就會產生缺口。造成端面分離的常見原因是進口機械密封介質急驟蒸發。例如,水,特別是在熱水系統或是含凝結水的液體中,水蒸發時膨脹,因而將兩端面分開。泵的氣穴現象加上密封件的阻塞也可能是使密封端面產生缺口的原因。在這種情況下,不是由于振動和聯軸器不對這歐冠引起的,因為這不足以使端面產生缺口。降低端面溫度是防止介質急劇蒸發造成端面損壞的常用方法。同時,采用導熱性好的材料組對也是有利的,如用鎳基硬質合金與浸銅石墨組對,此外,采用平衡型機械密封,或利用特種耐腐蝕機械密封壓蓋從外部注液冷卻,或直接冷卻腔內的密封,等等,對降低密封端面的溫度是十分有效。
失效的機械密封,摩擦副端面常會留下很細的徑向裂紋,或者是徑向裂紋兼有水泡痕,甚至龜裂。這是由于密封過熱引起的,特別是陶瓷、硬質合金密封面容易產生這類損傷。介質潤滑性差、過載、操作溫度高、線速度高、配對材料組合不當等,其中任何一種因素,或者是幾種因素的疊加,都可以產生過大的摩擦熱,若摩擦熱不能及時散發,就會產生染整機械密封熱裂紋,從而出現過度磨損和高泄漏。解決密封過熱問題,除改變端面面積外,減少載荷外,還可采用靜止型密封并加導流套強制冷卻循環流體導向密封面,或在密封端面上開流體動力槽來加以解決。摩擦端面上有許多細小的熱斑點和孤立的變色的區域,這說明密封件在高壓和熱影響下變形扭曲。對于端面的的熱變形,一般的計算方法是不允許的,應采用有限元法計算,以便改進密封環的設計。
我國在密封領域的研發實力、密封產品的技術水平還落后于世界先進發達國家,特別是美、日、德等國家,因此我們應緊緊圍繞國家急需并結合自身優勢從基礎研究和應用研究兩方面來開展研發工作,以圖在較短的時問里盡快提升研發水平,研發具有自主知識產權的高新產品,解決所涉及的國計民生關鍵問題。
(1)密封材料:從分子層面研究在不同操作工況、不同密封介質條件下,密封的低摩擦、高耐磨和低/零泄漏率之間的本質關系及協調性,研究材料的微組分、制造加工及表面處理工藝對密封性能的影響,深層次開展密封材料設計,研發綠色環保密封材料。
(2)密封結構:對密封的失效本質進行跨尺度研究,以現代數值模擬結合試驗結果指導結構設計,實現密封的高穩定性、高可靠性、強追隨能力和優良密封性。應特別關注表面的織構化、表面微納形貌化及其與摩擦界面變形之間的協同效應,對密封進行熱、流、固耦合研究。可以預料,摩擦對耦面的表面織構化和細微形貌化不僅將g效改善機械密封端面潤滑狀態,增加升舉能力,減少接觸,降低磨損,而且是實現零泄漏的z有效途徑之一。
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