密封环是动环和静环的总称(下同),是构成机械密封的元件。密封环在很大程度上决定了机械密封的使用性能和寿命,因此,对它提出了一些要求。有足够的强度和刚度在工作条件下(如压力、温度和滑动速度等)不损坏,变形应尽量的小,工作条件波动时仍能保持密封性。尤其是密封端面要有足够的强度以及一定的耐腐蚀能力,以保证产品有满意的使用寿命。有良好的耐热冲击能力为此,要求材料有较高的导热系数和较小的线膨胀系数,承受热冲击时不至于开裂。较小的摩擦系数密封环匹配应有较小的摩擦系数。良好的自润滑性工作中如发生短时间的干摩擦,不损伤密封端面。因此,密封环要有良好的自润滑性,密封环材料与密封流体还要有很好的浸润性。结构简单密封环结构应力求简单对称,优先考虑用整体型结构,也可采用组合式(如镶装式)密封环,尽量避免用密封端面喷涂式结构。密封环要容易加工制造安装和维修要方便,价格要低廉。
安装时1、要十分注意避免安装中所产生的安装偏差(1)、上紧压盖应在联轴器找正后进行,螺栓应均匀上支,防止压盖端面偏斜,用塞尺检查各点,其误差不大于0.05毫米。(2)、检查压盖与轴或轴套外径的配合间隙(即同心度),四周要均匀,用塞尺检查各点允差不大于0.01毫米。2、弹簧压缩量要按规定进行,不允许有过大或过小现象,要求误差2.00毫米。过大会增加端面比压,加速端面磨损。过小会造成比压不足而不能起到密封作用。3、动环安装后,将动环压向弹簧后应能自动弹回来。安装时位置要求为了保证机械密封稳定的运行、长寿命和低泄漏性能,将它正确地安装在机器上是十分重要的。
机械密封的密封性能和使用寿命,与各零件的机械轴封材料有关,尤其是端而密封(摩擦副)的材料,辅助密封的材料和弹簧的材料。
一、端面密封摩擦副的材料
摩擦副材料有石墨、陶瓷、堆焊硬质合金、碳化钨合金、SiC ,填充聚四氟乙烯、锡青铜、钢结硬机械密封规格质合金、不锈钢、酚醛塑料、尼龙等。常用材料的性质如下:
1、碳化钨合金由碳化钨、碳化钛等硬度高、熔点高机械密封生产厂家的金属碳化物,是用加粘结剂粉末冶金的办法,压制烧结成型。优点是硬度、强度都很高。耐磨、耐高温、耐腐蚀、线膨胀系数低,缺点是性脆,加工困难。碳化钨是应用广泛的端面密封副材料,多用作中低速机械密封的静环,高速机械密封的动环。
2、石墨石墨的优点是耐腐蚀性和自润滑性好,摩擦系数小,耐热冲击性好并易加工。缺点是机械强度低,有孔隙。石墨的这两个缺点可以用浸渍和渗碳的办法改善。浸渍石墨可分为浸树脂和浸渍金属两种。浸树脂石墨耐腐蚀性好,但不耐高温(耐温约170-200℃);浸渍金属石墨耐温性好(浸青铜、铝、铅等耐高温可达400~500℃),但耐腐蚀性差。石墨是使用广泛的非金属材料,用作中低速机械密封的动环和高速机械密封的静环。好的石墨,肉眼看来致密,手指摸来不大脱粉,不大染黑手指。
弹性元件材料
1、弹簧材料对弹簧材料的要求是:弹性好,耐介质腐蚀。常用弹簧材料有不锈弹簧钢(1Cr18Ni9Ti等)、铬钢(3Cr13、4Cr13等)、碳索弹簧钢(60si2Mn等)和磷青铜。
2、波纹管材料对波纹管材料的要求是:良好的焊接性能、较大的弹性、一定的耐腐蚀性。常用的波纹管材料有铁基、铜基和镍基合金以及钛材等,一般以钛基中的镍铬奥氏体带材为主,尤以1Cr18Ni12Mo2Ti用得多。高镍弹性合金被认为是制作波纹管较理想的材料,含铝的材料用一般焊接技术时会遇到困难。目前国外用得多的波纹管材料有AM350(近似Cr16Ni45MnMo3N )属于固溶体、低强度、低硬度、高延伸率。