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1、第第 3 3 章机械密封主要性能参数章机械密封主要性能参数5555、什么是机械密封的端面比压？、什么是机械密封的端面比压？作用在密封环上单位面积上净剩的闭合力称为端面比压，以 Pa 表示，单位为 MPa 端面比压大小是否合适，对机械密封的性能和使用寿命影响很大。比压过大，会加剧密封端面的磨损，破坏流体膜，降低使用寿命；比压过小会使密封泄漏增加，降低密封性能。5656、机械密封受力情况是怎样？、机械密封受力情况是怎样？分析密封受力情况，是分析密封环在工作状态下的受力种类、大小、在此基础上计算机械密封的端面比压。密封的受力情况与密封的设计结构有关。图 3-1 所示图 3-1 受力分析图动环受的力有
2、弹簧 Ft介质力 Fp 和液膜压力 Fm，此外还有密封圈的摩擦阻力 R,在这些力中介质力和弹簧力的方向是一致的，称为闭合力。液膜压力 Fm 为推开力，摩擦阻力 R 的实际力是很小的可以忽略，这样密封的合力为 F=Ft + Fp- Fm 。5757、弹簧力的测试有几种方法？、弹簧力的测试有几种方法？弹簧力的测试有一般有两种方法，弹簧力是密封闭合力的主要因素，该力可用计算方法获得但是有一定的误差，实际上是以实测比较准确，在现场测量方法是在弹簧加重物，并记录压缩的高度，同样可测得弹簧力。还有就是利用弹簧测试机测得 ，弹簧测试机有机械指针显示方法和电子数显法两种，目前基本采用这两种方法它测试手段都比较
3、准确。5858、什么是弹簧比压？怎样计算？、什么是弹簧比压？怎样计算？弹簧比压就是单位密封面上的弹簧力，单位是 MPa， ，计算方法是总的弹簧力除以密封断面的的面积。内装式机械密封一般弹簧比压在 0.10.2 MPa。外装式机械密封，介质力小于 0.1 MPa 时，弹簧比压取 0.304 MPa，介质压力小于 0.25 时，弹簧比压取0.406 MPa。5959、载荷系数是怎样定义的？意义是什么？、载荷系数是怎样定义的？意义是什么？密封介质压力作用在补偿环上（动环）对于非补偿环（静环）的闭合力的有效面积与密封环带面积之比称为载荷系数。例如一个内装式机械密封，令为密封介质的有效作用面积 Ae，A
4、 为密封环带的面积，于是载荷系数从 图 3-2 可得 AAeK 图 3-2 内流型密封受力图 2 02 24ddAe= A42122dd 将和之值带入中，可得AeAK21222022 ddddKK 为载荷系数，对流体式机械密封而言。不同密封结构可根据载荷系数定义进行计算。载荷系数的意义很大，他它是用来区分平衡型和非平衡型密封的重要参数。对泄漏量和使用寿命有很大的影响。6060、平衡型和非平衡型密封是怎样选用？、平衡型和非平衡型密封是怎样选用？对于一般介质，当 P 介0.60.7Mpa 以上就的选用平衡型密封，对粘度较大，润滑性能好的介质，非平衡型机械密封使用压力可以超过该值；对于粘度较小，润滑
5、性能差的介质，当 P 介0.290.49Mpa 时就得选用平衡型机械密封。采用平衡型机械密封是为了减少密封介质在端面上的压力，使端面的比压在合适的范围内。当密封腔压力超过 0.7mpa 时应考率采用部分平衡型密封。6161、平衡型和非平衡型机械密封的是怎样划分的？、平衡型和非平衡型机械密封的是怎样划分的？根据介质的端面上所引起的比压的卸载情况，可将密封分为平衡和非平衡型两种类型。不卸载的称非平衡型；卸载的称平衡型，图 3-3 为非平衡型 图 3-4 为平衡型图 3-3 非平衡型密封 3-4 为平衡型非平衡型端面压力受介质压力的影响。过大会压坏端面间隙的润滑膜。平衡型动、静环密封面的压力不受（或
6、很少受）介质压力的影响非平衡型密封轴套没有台阶平衡型密封轴套加工成台阶图 3-5平衡型密封的密封环带面积大于流体压力作用面积。为此，将密封端面外径高于平衡线而且内径又低于平衡线布置，这需要在轴上或轴套上有一个阶梯。相反非平衡型密封环带小于流体压力作用的面积，非平衡型密封可直接与光轴配合。平衡线如 图 3-5载荷系数 K1.0 的密封为-非平衡型密封。载荷系数 K1.0 的密封，称为-平衡型密封。一般石油化工的离心泵的 K 载荷系数为 K=0.630.85当密封腔压力超过 0.7mpa 时应考率采用部分平衡型6262、平衡系数、平衡系数 怎样确定？怎样确定？采用平衡型主要是为了减少被密封介质作用
7、在端面上的力，使端面比压在合适的范围内使用。平衡系数值的选择与密封介质粘度、温度、转速、等有关。值的常用范围为1540 即载荷系数 K0.850.60 在其他条件不变化的情况下，粘度越大的适用的值愈小，粘度越小使用的就越大。试验证明水、汽油、煤油等介质的值约为2030（对于水48时，已接近端面打开的极限对于粘度大的端面面端面面积积介介质压质压力作用面力作用面积积平衡平衡线线平衡平衡线线油值约为3040机械密封的值分为15、20、25、30、40。五种。6363、平衡系数、平衡系数 值对密封有什么的影响？值对密封有什么的影响？平衡系数 愈大，由介质引起的端面比压就愈小，虽然磨损小，但不易保证密封
8、。反之，衡系数 愈小，则端面比压就愈大，使端面磨损加剧，发热甚至有咬坏的危险，最后使密封失效。因此要选取适当的 值，其值的大小与很多因素有关，情况比较复杂，通常情况下， 值不易超过 0.5 否则，端面间的反压力将使得端面有被推开的趋势。6464、常用的内装机械密封的端面比压怎样计算？、常用的内装机械密封的端面比压怎样计算？机械密封的端面比压是保证机械密封长周期运转的一个重要因素。端面比压要大于密封端面液膜压力，使密封良好的贴合，保证密封的稳定性。但是端面比压不宜过大，以防止产生大量的热破坏密封的液膜，甚至造成密封端面的磨损和热裂等故障的发生。端面比压的计算与密封的设计结构有关，不同的结构计算方
9、法不同，需要指出的是端面比压是单位面积所承载的平均值，图 3-2 是内装平衡型机械密封机构示意图。是应用比较广泛的一种形式。由问答 55 可知mptFFFF介质引起的闭合力 2 02 214ddpFp液膜压力引起的开启力2 12 24ddpFmm于是动环受力的合力变成 2 12 22 02 2144ddpddpFFmt端面比压为 2 12 22 02 212 12 22 12 24444ddddpddFddF 212221224ddddpm令 21224ddFpb21224ddFptt可得端面比压mtbpddddppp212220221式中 载荷系数令KDDDD 212100221PPmQ端面
10、比压公式最终形式为 Q 1pkpPtb这就是内装内流旋转型机械密封的端面比压计算公式。该公式适用于同样的非平衡型密封。例题；有一台离心泵，采用内装式机械密封：机械密封有关尺寸是：d0=60mm， D1=62mm， D2=70mm，已知设计条件下的弹簧力 P 弹 = 150 牛顿：实侧密封腔介质压力 P =0.3Mpa；求该泵行的端面比压？解；用公式 1pkpPtbaMPDDPPS18.0062.007.04/150 4/222 12 2弹23.12.6767 222221222022DDDDK内取 0.5- 得 aMPPg399.05.023.13.018.0又根据上题参数求平衡系数 平衡系数
11、解； 23. 01.23-1K-1答：运行时的端面比压为 0.399(MPa)符合标准表 3-1 推荐泵用密封端面比压一般介质低粘度高粘度内流式0.30.60.20.40.40.76565、如何计算波纹管密封端面比压？、如何计算波纹管密封端面比压？对于波纹管式密封，端面比压的计算和弹簧密封完全相同，只是在计算平衡系数时，采用波纹管的有效直径代替弹簧密封的平均直ed径。波纹管的有效直径与波纹管的工作状态、波形、波数及材料bded有关，焊接波纹管密封可按下列公式计算。=式中 是波纹管的内径1d是波纹管的外径2d波纹管的有效作用直径ed上述计算公式的计算值与实际值有一定的偏差，压力越大，偏差就越大。
12、6666、常用的端面比压值是多少？、常用的端面比压值是多少？常用的端面比压值是保证密封正常工作的主要技术参数，端面比压值的大小与机械密封的结构、介质压力、工况条件等有关。表 3-1设备种类密封形式一般介质低粘度介质高粘度介质内装式0.30.60.20.40.40.7泵外装式0.150.4平衡型0.20.5釜外装式非平衡型0.30.76767、什么是机械密封的、什么是机械密封的pv值？值？密封端面的摩擦功率取决与压力和速度，因此，工程上常用两者的乘积表示，即pv值。pv常被用作选择密封的重要参数。如果机械密封的pv之过大，密封面会产生大量的摩擦热，轻者使密封液膜汽化，密封泄漏。重者造成密封端面严重磨损出现沟痕和裂纹。因此pv是密封正常工作的重要参数，机械密封的pv是指端面比压和圆周速度的乘积。
