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弹簧机械密封的正确安装方法

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  机械密封由动环和静环组成的密封端面 (摩擦副)、以弹性元件为主要零件的缓冲补偿机构、辅助密封圈、使动环随轴旋转的传动机构四部分组成,弹簧机械密封是按机械密封的缓冲补偿结构来分类的种类,所以我们先要掌握弹簧机械密封的结构、原理,继而才能掌握弹簧机械密封的正确安装方法。
       

 

  什么是弹簧机械密封:
   机械密封的缓冲补偿机构一般采用弹簧和波纹管两种形式,按补偿机构中弹簧的数量可分为单弹簧式和多弹簧式机械密封,只有一个集中大弹簧的机械密封称为单弹簧式机械密封;有多个点布小弹簧的机械密封称为多弹簧式机械密封。结构如图:
        
   多弹簧机械密封又称小弹簧机械密封,这种结构轴向尺寸较小,可用改变弹簧数量的方法改变弹性力,轴向力较均匀,耐腐蚀差,对脏物结晶敏感,并且多弹簧点布机械密封的端面受力均匀(可经挑选后点布),受离心力影响较小,弹簧力可通过改变弹簧个数来调节,因此可用于大直径、高速机械密封,但在腐蚀性介质中不宜采用;
   单弹簧机械密封又称大弹簧机械密封,耐腐蚀,脏物结晶对弹簧性能影响小,密封结构较为简单,密封端面受力不均匀,而且高速下离心力使弹簧偏移或变形,弹簧力不易调节,轴向尺寸大,因此多用于小直径(轴径不大于Φ80~150mm)、低速、有腐蚀介质的情况密封。


  弹簧机械密封的工作原理:
      
   弹簧机械密封合理安装后弹簧处于一个被压缩的状态,泵启动时右侧零件整体随轴一起旋转,左侧零件静止不动,热套静环和热套动环的端面在弹簧力的作用下贴合做相对运动。
      
   上图中共有5个可能泄漏的点,1处o形圈有压缩量,起密封左右,且在弹簧力的作用下可向右侧贴合;3处为静密封,基本不考虑泄漏可能性,除非o形圈选型错误,或者为聚四氟乙烯矩形垫时可能密封效果不好;2处就是密封的关键点,这种结构的密封实际上是处于微漏的状态,大概的设计值是不大于5ml/h(具体根据轴径和转速情况考虑),基本都是处于肉眼不可见泄漏的状态。
   旋转件和静止件的接触面材料为SiC,摩擦系数小,在弹簧力的作用下这两个面趋于闭合状态,使得2处的泄漏相当小(最佳状态是两面之间形成了一层液膜,这种状态下密封的使用寿命更长,密封面实际上没有相对摩擦),随着端面的厚度由于摩擦减小或者轴窜现象的时候,左侧弹簧都能及时对端面进行补偿,使得两端面始终处于闭合的状态。


  弹簧式机械密封特点
        
   弹簧式机械密封在动环与轴(或轴套)的配合处,安装有辅助密封圈,此密封圈为动密封圈。对于动密封圈不但 要求有很好浮动性,而且还要求在动环与轴(或环与机壳) 之间起密封作用,而这两者常常有矛盾。如果动密封圈与 轴贴不紧,必然泄漏,故密封圈就要挤的紧一些,而一个被挤的较紧的密封圈,即使弹性极好的材料,其浮动性仍然有限。
因此有动密封圈的机械密封,动密封圈配合尺寸及安装技术要求较高。此外,动密封圈由于材料老化会失 去弹性,同时沉淀颗粒堵塞也会使动密封圈失去浮动能力,而密封圈材料的耐温性也限制密封的工作温度,所有这些都影响了弹簧式机械密封的使用性能。


  弹簧机械密封的正确安装方法
   弹簧机械密封的安装与一般机械密封的安装原理和基本方法一样,另外应遵守如下安装方法:
   1、静环插入至静环座内,动环的右端插入至弹簧安装座的插接凹槽内,弹簧安装座的弹簧安装槽内;
   2、弹簧套接在动环的右端表面,静环座的右侧设有第一定位槽,弹簧安装座的左侧设有与第一定位槽高度一致的第二定位槽,第一定位槽和第二定位槽之间套接有波纹管
   3、通过波纹管的两端卡在第一定位槽和第二定位槽之间,可起到对动环和静环连接处以及弹簧的防护作用,有效防止异物进去;
   4、动环的右端表面套接上弹簧,动环的右端插入至弹簧安装座的弹簧安装槽内,弹簧的保护更全面,有效减小冲洗液对弹簧弹性造成影响。
   5、对某些靠弹簧传动的机械密封必须注意弹簧的旋向,即轴旋转方向应使弹簧越来越紧,否则会造成密封失效,弹簧旋向的选择由下述方法确定:由静环向动环看,轴顺时针旋转用右旋弹簧,反之,则选用左旋弹簧。

         

     
   注:由于机械密封的缓冲补偿机构一般采用弹簧和波纹管两种形式,其中波纹管可采用橡胶、聚四氟乙烯和焊接金属等材料制作,而焊接金属波纹管机械密封由于具有极好的浮动性和其它诸多的优点,加之微束弧等离子焊接工艺技术的发展,日渐显出了比弹簧
机械密封更为优良的性能,并有逐步取代的趋势。

2021年9月25日 17:25
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