接触式机械密封基本性能研究

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接触式机械密封本身就有更好的性能和优势，其由于表面结构简单、制造方便、可靠性高、维护成本低等因素，在电力、航天、化工等领域得到了大面积的应用。在经历了很长一段时间的发展后，接触式机械密封的应用领域在不断地进行着扩张。目前，它已被用于在中国的各个产业。在建筑领域,它发挥着越来越重要的作用。机械密封主要包括离心机、离心泵、压缩机、反应釜等轴密封装置，它作为一种常见的轴封装置，被广泛应用在军事、船舶、航天、石油化工等多个重要生产领域。机械密封装置相比其它轴密封装置，由于制造方法简单、结构简单、后期维护成本低的原因而得到了更为广泛的应用。不仅如此，它还具有良好的稳定性和密封性，因此，对机械密封的基本性能进行研究具有十分重要的意义。

1对端面摩擦特性研究进展

1.1摩擦特性参数

机械密封断面的摩擦问题是主要影响机械密封寿命的重要原因，而对端面摩擦具有直接影响作用的就是摩擦特性的参数。因为我们可以通过对摩擦参数的观察和分析，以此来解机械密封摩擦的规律，并且针对此类来规律选择合适的解决办法。由于端面摩擦的摩擦系数以及磨损率都是和施工现场情况有着很大的关系，所以，在端面摩擦与水、柴油等接触的时候，我们可以研究出不同的摩擦变化规律，而且可以根据摩擦系数可以根据不同的工况而改变的特性，以及利用混合摩擦、边界摩擦等等综合各种影响端面摩擦的因素，并以此为研究对象，通过研究可以发现接触式机械密封的端面磨损率主要与端面的接触特性以及端面的材料特性有关系，同时温度，速度等，都对端面摩擦有一定的影响。

1.2端面摩擦的表面形貌的影响

由于机械密封是机体与转轴之间的密封装置，所以在一定程度上，机械密封的端面是不光滑的，所以需要两者之间的摩擦力来保证自身的密封性。但是过多的微凸体会对端面造成很大的磨损程度。所以，在保证密封性良好的情况下，合理的减少表面的微凸体，这样一来能够减少对端面的磨损，延长机械密封的使用寿命，另外也可以提高边界摩擦与抗磨损性能。总之，我们需要根据不同的微凸体的形状为依据来判断哪一种微凸体能够有效的减少端面的磨损，并且具有提高性能和密封性的特点。同时，还可以通过选择不同性质的涂料，改变端面摩擦力，提高机械密封的使用寿命。

1.3端面材料配对

通过研究可以发现，接触式机械密封的磨损，主要和接触的材料以及微凸体的形状有关系。所以，想要从根本上解决端面磨损过大的问题，就应该改变端面材料的配比，这样可以有效的降低端面的磨损率，在一定范围内能够增加边界摩擦和抗磨损性能，以此来确保机械密封的使用寿命延长。经过研究和实验可以发现，选择使用聚四氟乙烯以及尼龙纤维等，可以制作出静环的密封面，可以有效的降低了机械密封的端面摩擦系数，同时，提高了摩擦性能，但是要注意，一定要选择有膜的端面，这样的摩擦性能是最好的。

1.4对泄露特性研究进展

机械密封的使用寿命可以通过技术发展和改革，不断的提升自己。但是，如果出现了端面泄露，就会造成危险，这是现有的技术不能完全避免的一种现象。因此，为了确保接触式机械密封的安全性，就需要减少端面泄露的情况发生。通过不断的研究和摸索，建立了泄露通道模型，通过对模型的不断加固和改造，使得其在机械密封的过程中，能够有效的控制泄露的情况发生。主要是将转轴和机械之间的空隙，也即是非接触区域改变成平均间隙，这样能够有效的避免泄露的情况出现。流体流动的特性也是导致泄露的主要原因，因此，通过对流体流动流速的研究，发现静环密封界面的粗糙度与流体流动有关系，粗糙度越大，摩擦阻力越大，立体流动流速越小，就越安全。

2目前研究需要加强的几点

通过研究端面摩擦特性和泄漏特性及分析接触式机械密封的基本性能，进一步完善和提升了相关研究工作。但为了更深层展开研究，我们具体应做到以下几点：

2.1加强接触式机械密封的研究

就目前情况而言，机械密封的工作条件还没有做到充分考虑。轴向力引起的密封表面的弹塑性变形对端面接触程度的变化没有引起我们足够的重视。除此之外，静环磨损后弹簧载荷的下降还没有得到充分的研究。因此，我们需要对这两个方面进行研究和加强。

2.2理想密封界面泄漏通道模型

由于密封界面的两个表面均具有微凸体和间隙，使得其具有无序的特征。因此，在相互接触形成密封界面之间的通道之后，应从系统角度开展研究，仅描述简化的几何模型无法得到准确的结论。

2.3描述了流体在密封界面之间的流动规律的适当应用模型

目前，对流动因素进行了相关研究，建立了基于Navier-Stokes方程的修正模型。然而，密封面之间的流体泄漏通道不是我们所假设的，而是流体的流动特性。这是因为密封表面略微凸起，并且分布是随机的分布。这一结果可能会导致流体泄漏计算的误差。因此，用合适的模型描述流体在密封界面之间的流动模式是很重要的。

3未来机械密封基本性能的研究与发展趋势

今后，机械密封基本性能的发展趋势应包括以下三个方面：首先，机械密封的泄漏特性和摩擦的研究应该是全方位全面的，密封界面的连续磨损不仅会导致其形状的改变，而且会改变润滑条件，这将影响摩擦磨损的程度。同时它也改变了泄漏通道的形状、数量和分布，并影响着通道内流体的流动速度，从而使泄漏改变。影响密封界面摩擦和泄漏的因素很多。因此，对机械密封的泄漏特性和摩擦力的研究应该是全面的。第二：优化密封界面泄漏通道模型。基于渗流理论，平面密封垫表面存在泄漏现象，这为研究密封界面间的泄漏通道提供了一种新的途径。第三：建立合适的密封界面流体流动模型。根据体积平均（Rev）的动力学方程，建立了流体压力、离心力和通道内流动阻力之间的运动方程，并结合方程推导出了密封界面微流动的控制方程，通道内流体压力、离心力和流动阻力之间的运动。

4总结

综上所述，为了了解接触式机械密封由于漏油引起的摩擦在工作中的诸多方面问题，有必要对其进行深入的研究。通过研究，可以从哪些方面改善机械的外部条件，减少密封引起的摩擦损失，从而提高机器的使用的寿命。此外，还可以预测密封件的泄漏事故，从而可以在更换零件之前解决问题、节能减排、提高设备的稳定性、操作者的安全性等。总之，接触式机械密封的基本性能研究需要在工业生产中更加深入地挖掘其真正含义。

参考文献：

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[3]张巍.高温重油泵双端面机械密封的研究与应用[J].石油和化工设备，2013（03）：58-60.

作者:马林飞 白彩盛 熊左桥 单位:兰州鑫宝利汽车维修有限公司 甘肃金城理工中等专业学校