接觸式機械密封基本性能研究

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接觸式機械密封本身就有更好的性能和優勢，其由于表面結構簡單、制造方便、可靠性高、維護成本低等因素，在電力、航天、化工等領域得到了大面積的應用。在經歷了很長一段時間的發展后，接觸式機械密封的應用領域在不斷地進行著擴張。目前，它已被用于在中國的各個產業。在建筑領域,它發揮著越來越重要的作用。機械密封主要包括離心機、離心泵、壓縮機、反應釜等軸密封裝置，它作為一種常見的軸封裝置，被廣泛應用在軍事、船舶、航天、石油化工等多個重要生產領域。機械密封裝置相比其它軸密封裝置，由于制造方法簡單、結構簡單、后期維護成本低的原因而得到了更為廣泛的應用。不僅如此，它還具有良好的穩定性和密封性，因此，對機械密封的基本性能進行研究具有十分重要的意義。

1對端面摩擦特性研究進展

1.1摩擦特性參數

機械密封斷面的摩擦問題是主要影響機械密封壽命的重要原因，而對端面摩擦具有直接影響作用的就是摩擦特性的參數。因為我們可以通過對摩擦參數的觀察和分析，以此來解機械密封摩擦的規律，并且針對此類來規律選擇合適的解決辦法。由于端面摩擦的摩擦系數以及磨損率都是和施工現場情況有著很大的關系，所以，在端面摩擦與水、柴油等接觸的時候，我們可以研究出不同的摩擦變化規律，而且可以根據摩擦系數可以根據不同的工況而改變的特性，以及利用混合摩擦、邊界摩擦等等綜合各種影響端面摩擦的因素，并以此為研究對象，通過研究可以發現接觸式機械密封的端面磨損率主要與端面的接觸特性以及端面的材料特性有關系，同時溫度，速度等，都對端面摩擦有一定的影響。

1.2端面摩擦的表面形貌的影響

由于機械密封是機體與轉軸之間的密封裝置，所以在一定程度上，機械密封的端面是不光滑的，所以需要兩者之間的摩擦力來保證自身的密封性。但是過多的微凸體會對端面造成很大的磨損程度。所以，在保證密封性良好的情況下，合理的減少表面的微凸體，這樣一來能夠減少對端面的磨損，延長機械密封的使用壽命，另外也可以提高邊界摩擦與抗磨損性能。總之，我們需要根據不同的微凸體的形狀為依據來判斷哪一種微凸體能夠有效的減少端面的磨損，并且具有提高性能和密封性的特點。同時，還可以通過選擇不同性質的涂料，改變端面摩擦力，提高機械密封的使用壽命。

1.3端面材料配對

通過研究可以發現，接觸式機械密封的磨損，主要和接觸的材料以及微凸體的形狀有關系。所以，想要從根本上解決端面磨損過大的問題，就應該改變端面材料的配比，這樣可以有效的降低端面的磨損率，在一定范圍內能夠增加邊界摩擦和抗磨損性能，以此來確保機械密封的使用壽命延長。經過研究和實驗可以發現，選擇使用聚四氟乙烯以及尼龍纖維等，可以制作出靜環的密封面，可以有效的降低了機械密封的端面摩擦系數，同時，提高了摩擦性能，但是要注意，一定要選擇有膜的端面，這樣的摩擦性能是最好的。

1.4對泄露特性研究進展

機械密封的使用壽命可以通過技術發展和改革，不斷的提升自己。但是，如果出現了端面泄露，就會造成危險，這是現有的技術不能完全避免的一種現象。因此，為了確保接觸式機械密封的安全性，就需要減少端面泄露的情況發生。通過不斷的研究和摸索，建立了泄露通道模型，通過對模型的不斷加固和改造，使得其在機械密封的過程中，能夠有效的控制泄露的情況發生。主要是將轉軸和機械之間的空隙，也即是非接觸區域改變成平均間隙，這樣能夠有效的避免泄露的情況出現。流體流動的特性也是導致泄露的主要原因，因此，通過對流體流動流速的研究，發現靜環密封界面的粗糙度與流體流動有關系，粗糙度越大，摩擦阻力越大，立體流動流速越小，就越安全。

2目前研究需要加強的幾點

通過研究端面摩擦特性和泄漏特性及分析接觸式機械密封的基本性能，進一步完善和提升了相關研究工作。但為了更深層展開研究，我們具體應做到以下幾點：

2.1加強接觸式機械密封的研究

就目前情況而言，機械密封的工作條件還沒有做到充分考慮。軸向力引起的密封表面的彈塑性變形對端面接觸程度的變化沒有引起我們足夠的重視。除此之外，靜環磨損后彈簧載荷的下降還沒有得到充分的研究。因此，我們需要對這兩個方面進行研究和加強。

2.2理想密封界面泄漏通道模型

由于密封界面的兩個表面均具有微凸體和間隙，使得其具有無序的特征。因此，在相互接觸形成密封界面之間的通道之后，應從系統角度開展研究，僅描述簡化的幾何模型無法得到準確的結論。

2.3描述了流體在密封界面之間的流動規律的適當應用模型

目前，對流動因素進行了相關研究，建立了基于Navier-Stokes方程的修正模型。然而，密封面之間的流體泄漏通道不是我們所假設的，而是流體的流動特性。這是因為密封表面略微凸起，并且分布是隨機的分布。這一結果可能會導致流體泄漏計算的誤差。因此，用合適的模型描述流體在密封界面之間的流動模式是很重要的。

3未來機械密封基本性能的研究與發展趨勢

今后，機械密封基本性能的發展趨勢應包括以下三個方面：首先，機械密封的泄漏特性和摩擦的研究應該是全方位全面的，密封界面的連續磨損不僅會導致其形狀的改變，而且會改變潤滑條件，這將影響摩擦磨損的程度。同時它也改變了泄漏通道的形狀、數量和分布，并影響著通道內流體的流動速度，從而使泄漏改變。影響密封界面摩擦和泄漏的因素很多。因此，對機械密封的泄漏特性和摩擦力的研究應該是全面的。第二：優化密封界面泄漏通道模型。基于滲流理論，平面密封墊表面存在泄漏現象，這為研究密封界面間的泄漏通道提供了一種新的途徑。第三：建立合適的密封界面流體流動模型。根據體積平均（Rev）的動力學方程，建立了流體壓力、離心力和通道內流動阻力之間的運動方程，并結合方程推導出了密封界面微流動的控制方程，通道內流體壓力、離心力和流動阻力之間的運動。

4總結

綜上所述，為了了解接觸式機械密封由于漏油引起的摩擦在工作中的諸多方面問題，有必要對其進行深入的研究。通過研究，可以從哪些方面改善機械的外部條件，減少密封引起的摩擦損失，從而提高機器的使用的壽命。此外，還可以預測密封件的泄漏事故，從而可以在更換零件之前解決問題、節能減排、提高設備的穩定性、操作者的安全性等。總之，接觸式機械密封的基本性能研究需要在工業生產中更加深入地挖掘其真正含義。

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作者:馬林飛 白彩盛 熊左橋 單位:蘭州鑫寶利汽車維修有限公司 甘肅金城理工中等專業學校