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机械密封由于端面的摩擦会产生大量的摩擦热,从而使摩擦副环温度升高。同时,如果密封介质本身温度就较高,那将使摩擦副端面始终处于很高的温度下运行,在这种情况下,如果不采取冲洗冷却措施就会使:
(1)端面间液膜蒸发而发生干摩擦;
(2)由橡塑材料制造的辅助密封圈会发生老化、龟裂以至失效;
(3)加速密封介质对机械密封零件的腐蚀作用;
(4)动、静环变形;
(5)端面磨损加剧;
(6)端面漏泄严重。
由此看来,对机械密封用冲洗油和冷却水是为了降低摩擦时的温度,保证摩擦面之间有一层完整的液膜,减少摩擦损失,降低功率消耗,保证液膜不因高温汽化而被破坏。所以机械密封的冲洗冷却措施是保证机械密封具有良好密封性能和长久使用寿命所的重要环节。
100多年来,人们采用填料一类的多种密封材料,使液体从液泵壳体沿着主轴的向外泄漏量不断减少。尽管现代工艺流程中采用的液泵,仍然广泛地沿用古老的密封设计——填料盒,因为其起步费用低,而且又为工厂的工作人员所熟悉。
然而,由于环境问题的关系,采用填料密封的方法已逐渐不能被人们所接受,特别是针对现代工艺流程中比较普遍的、腐蚀性较强的液体而言。因此,在实际应用中,以机械密封代替填料密封的情况越来越多。
由于密封端面的磨损而造成的密封失效由于密封端面的磨损而造成的密封失效
(1)摩擦副所用的材料耐磨性差、摩擦系数大、端面比压(包括弹簧比压)过大等,都会缩短机械密封的使用寿命。对常用的材料,按耐磨性排列的次序为:碳化硅—碳石墨、硬质合金—碳石墨、陶瓷—碳石墨、喷涂陶瓷—碳石墨、氮化硅陶瓷—碳石墨、高速钢—碳石墨、堆焊硬质合金—碳石墨。(2)对于含有固体颗粒介质,密封面进入固体颗粒是导致使密封失效的主要原因。固体颗粒进入摩擦副端面起研磨剂作用,使密封发生剧烈磨损而失效。密封面合理的间隙,以及机械密封的平衡程度,还有密封端面液膜的闪蒸等都是造成端面打开而使固体颗粒进入的主要原因。(3)机械密封的平衡程度β也影响着密封的磨损。一般情况下,平衡程度β=75%左右适宜。β
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