接觸式機械密封基本性能研究

序論：好文章的創(chuàng)作是一個不斷探索和完善的過程，我們?yōu)槟扑]一篇接觸式機械密封基本性能研究范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來更深刻的閱讀感受。

接觸式機械密封本身就有更好的性能和優(yōu)勢，其由于表面結(jié)構(gòu)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(lǐng)域得到了大面積的應(yīng)用。在經(jīng)歷了很長一段時間的發(fā)展后，接觸式機械密封的應(yīng)用領(lǐng)域在不斷地進行著擴張。目前，它已被用于在中國的各個產(chǎn)業(yè)。在建筑領(lǐng)域,它發(fā)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(yīng)釜等軸密封裝置，它作為一種常見的軸封裝置，被廣泛應(yīng)用在軍事、船舶、航天、石油化工等多個重要生產(chǎn)領(lǐng)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(jié)構(gòu)簡單、后期維護成本低的原因而得到了更為廣泛的應(yīng)用。不僅如此，它還具有良好的穩(wěn)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(shù)

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(shù)。因為我們可以通過對摩擦參數(shù)的觀察和分析，以此來解機械密封摩擦的規(guī)律，并且針對此類來規(guī)律選擇合適的解決辦法。由于端面摩擦的摩擦系數(shù)以及磨損率都是和施工現(xiàn)場情況有著很大的關(guān)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(guī)律，而且可以根據(jù)摩擦系數(shù)可以根據(jù)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(fā)現(xiàn)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(guān)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(zhuǎn)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(jù)不同的微凸體的形狀為依據(jù)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(zhì)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(fā)現(xiàn)，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(guān)系。所以，想要從根本上解決端面磨損過大的問題，就應(yīng)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(nèi)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(jīng)過研究和實驗可以發(fā)現(xiàn)，選擇使用聚四氟乙烯以及尼龍纖維等，可以制作出靜環(huán)的密封面，可以有效的降低了機械密封的端面摩擦系數(shù)，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(shù)發(fā)展和改革，不斷的提升自己。但是，如果出現(xiàn)了端面泄露，就會造成危險，這是現(xiàn)有的技術(shù)不能完全避免的一種現(xiàn)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(fā)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(fā)生。主要是將轉(zhuǎn)軸和機械之間的空隙，也即是非接觸區(qū)域改變成平均間隙，這樣能夠有效的避免泄露的情況出現(xiàn)。流體流動的特性也是導(dǎo)致泄露的主要原因，因此，通過對流體流動流速的研究，發(fā)現(xiàn)靜環(huán)密封界面的粗糙度與流體流動有關(guān)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(guān)研究工作。但為了更深層展開研究，我們具體應(yīng)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(huán)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(yīng)從系統(tǒng)角度開展研究，僅描述簡化的幾何模型無法得到準(zhǔn)確的結(jié)論。

2.3描述了流體在密封界面之間的流動規(guī)律的適當(dāng)應(yīng)用模型

目前，對流動因素進行了相關(guān)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(shè)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(jié)果可能會導(dǎo)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(fā)展趨勢

今后，機械密封基本性能的發(fā)展趨勢應(yīng)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(yīng)該是全方位全面的，密封界面的連續(xù)磨損不僅會導(dǎo)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(shù)量和分布，并影響著通道內(nèi)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(yīng)該是全面的。第二：優(yōu)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(xiàn)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(jù)體積平均（Rev）的動力學(xué)方程，建立了流體壓力、離心力和通道內(nèi)流動阻力之間的運動方程，并結(jié)合方程推導(dǎo)出了密封界面微流動的控制方程，通道內(nèi)流體壓力、離心力和流動阻力之間的運動。

4總結(jié)

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(yù)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(jié)能減排、提高設(shè)備的穩(wěn)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(yè)生產(chǎn)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(yè)學(xué)校