接触式机械密封基本性能及发展趋势分析

接触式机械密封基本性能及发展趋势分析

齐永贺

（齐齐哈尔工程学院，黑龙江齐齐哈尔161000）

摘要：随着科学技术的不断发展，我国机械制造业呈现出跨越式发展，接触式机械密封有着密封性强、端面摩擦低性特点，这对机械的寿命有很大提高，而且基本不会因泄漏带来不必要的损失。通过进行接触式机械基本性能的研究，有利于延长整个机械密封使用寿命，并有效减少因为泄露而造成的各项损失。

关键词：接触式机械密封；端面摩擦；泄漏特性

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.泄漏特性研究

因为科学技术的提高，用于接触式机械密封的材料有了很大的改善，其寿命和密封可靠性也随着增强。但是，在工业的实际生产中，接触式机械密封也存在着失效的情况，这种情况所造成的影响很严重。简单说，造成了物料的浪费，能源的流失，而且如果情况严重还可能造成爆炸、燃烧等特别严重的后果，因此对泄漏特性进行研究就显得很有意义。泄漏是失效最主要、最直接的表现形式，当鸭个机械密封系统的泄漏量超标时，即可认为此系统已经失效。

3.未来机械密封基本性能研究发展趋势

文章上面已经说明了研究需要加强的几点，笔者认为针对这几点今后机械密封基本性能研究趋势的发展应该包括以下几个方面。第一：机械密封泄漏特性以及摩擦考察要个面。因为在机械密封运转中，密封界面的不断磨损不但会引起其形貌的变化，使润滑条件发生改变，影响摩擦磨损，还会改变泄漏通道的形状、数量及分布，影响通道内流体的流动，从而使泄漏情况发生改变。很多因素都在影响密封界面摩擦、泄漏的情况，因此，机械密封泄漏特性以及摩擦考察要个面，不能因片面的几点就下定论。第二：优化密封界面泄漏通道模型。基于逾渗理论发现的平热密封界面存在泄漏现象，为研究密封界面之间的泄漏通道问题提供了新的途径。第三：建立适当的密封界面流体流动模型。根据体积平均化动力学方程，进行空间平均，建立孔道内的流体力、离心力和流动阻力之间的运动方程，与求解流动阻力的能量方程结介，得到密封界面中满足微观流动的控制方程。

4.结语

只有针对接触式机械密封的基本性能进行深入研究，才能够全面了解其在工作过程中的摩擦以及泄露情况。而通过对机械外部环境的进一步改善，能够有效地减少各个密封部件的磨损情况，从而有效提升整个设备的稳定性，并在达到节能减排效果的前提下进一步保障机械操作人员的生命安全。

参考文献

[1]魏炫宇,马咏梅,丁万,邹晗阳,张弦,张国梦,陶帅,张智.机械密封摩擦副界面热流固耦合分析[J].机械设计与制造工程,2017,46(06):89-94.

[2]李飞.接触式机械密封基本性能研究进展[J].机械管理开发,2017,32(05):60-61.

[3]蔡培源.石化装置泵类机械密封的应用分析[J].中国设备工程,2017(09):133-134.

[4]马斌良,张道君,王俊杰,杨柯.乙烯装置急冷油泵机械密封改造[J].中国设备工程,2017(09):71-73.

[5]孙彦清,刘芳,韩立军.浅谈接触式机械密封基本性能研究进展[J].四川水泥,2017(03):295.