机械密封的主要参数
核心提示: 端面液膜压力 为了保证端面间有一层稳定的液膜(半液体润滑或边界润滑膜),就必须控制端面承受的载荷W,而W值究竟多大合适,是与液膜承载能力密切相关的。与平面轴承……
端面液膜压力
为了保证端面间有一层稳定的液膜(半液体润滑或边界润滑膜),就必须控制端面承受的载荷W,而W值究竟多大合适,是与液膜承载能力密切相关的。与平面轴承类似,机械密封端面间隙液膜的承载能力,称为端面液膜的压力,它包括了液膜的压力和液膜动压力两部分。 液膜静压力
当密封间隙有微量泄漏时,由于密封环内、外径处的压差促使流体流动,而流体通过缝隙受到密封面的节流作用,压力将逐步降低。假设密封端面间隙内流体流动的单位阻力沿半径方向是不变的,则流体沿半径r的压力降呈线性分布(图7-11)。例如中等粘度的流体(如水),其沿径向的压力就近似于三角形分布,低粘度液体(如液态丙烷等)则呈凹形,高粘度液体(如重油)压力缝补呈凸形。
端面间的液膜静压力是力图使端面开启的力,设沿半径方向r处,宽度为dr的环面积上液膜静压力为pr,设密封流体压力为p,则作用于密封面上的开启力R为
液膜动压力
由于液膜作用会产生动压效应。有纳威斯托克斯(Novier-Stokes)方程:
机械密封环端面即使经过精细的研磨加工,在微观上仍然存在一定的波度,当两个端彼此相对滑动时,
如图7-13,设二平面间存在一定的斜楔,随着间隙减小,液压增大,而斜楔的进出口处压差为零,故有—液压最大值,对应该处的液膜厚度为h0,则流量
关于机械密封液体动压效应的形成和分析,有许多不同的观点和力学模型。由于密封面微观状态的影响因素很多,以及实验技术的困难,目前还不能提出能直接用于设计计算的公式。但对于机械密封设计的正确分析,具有一定的理论指导意义。 载荷系数
机械密封的载荷系数是在摩擦副轴向力平衡下,各项轴向力与密封上最大介质压力的比值,它反应了各种轴向力的作用和大小。载荷系数也可以用面积比来表示:介质压力作用在补偿环上使之与非补偿环趋于闭合的有效作用面积Ae与密封端面面积A之比为载荷系数K.
载荷系数的大小,表示介质压力加到密封端面的载荷程度,通常可通过在轴或轴套上设置台阶,减小Ae改变K值。根据载荷程度不同,机械密封可分为三种平衡型式,分别用于不同压力条件,见表7-2.载荷系数K的推荐见表7-3.