机械密封之密封面间隙h的几何公式及计算单位表示

密封圈压力计算公式(二)密封圈压力计算公式1. 密封圈压力计算公式简介密封圈压力计算公式是用于计算密封圈在给定条件下承受的压力的公式。

密封圈常用于各种机械设备中，用于防止液体或气体的泄漏。

正确计算密封圈压力可以确保设备的正常运行。

2. 计算公式常用的密封圈压力计算公式如下：压力计算公式压力计算公式是根据密封圈的材料、尺寸和工作条件等因素来计算的。

以下是一个示例公式：压力 = 力 / 面积其中，力是施加在密封圈上的力，面积是密封圈的接触面积。

泄漏率计算公式泄漏率计算公式是用于计算密封圈的泄漏率的。

以下是一个示例公式：泄漏率 = (泄漏量 / 时间) / 面积其中，泄漏量是单位时间内泄漏的流体量，时间是指泄漏的持续时间，面积是密封圈的接触面积。

3. 实例说明以下是一个实际应用密封圈压力计算公式的示例：假设某机械设备使用一个橡胶密封圈，其外径为10cm，内径为5cm。

该密封圈需要承受的压力为100N。

根据压力计算公式，我们可以计算出密封圈的接触面积：面积= π * (外径^2 - 内径^2) / 4= π * (10^2 - 5^2) / 4= π * 75 / 4≈ cm^2接下来，我们可以使用压力计算公式计算出密封圈的压力：压力 = 力 / 面积= 100N / cm^2≈ N/cm^2通过以上计算，我们得知在该机械设备中，橡胶密封圈承受的压力约为 N/cm^2。

结论密封圈压力计算公式是计算密封圈在给定条件下承受的压力的重要工具。

本文介绍了压力计算公式和泄漏率计算公式，并以一个实例说明了如何使用这些公式进行计算。

准确计算密封圈压力可以帮助确保设备的正常运行。

石墨黑浆。
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非补偿动环（只旋转，不能补偿，其后无弹性元件。) 补偿动环（既旋转，又作轴向补偿，其后有弹性元件。) （ⅰ）辅助密封圈受轴向力，轴向、径向都起密封作用，这
种密封方式较为可靠。 （ⅱ）辅助密封圈只受径向力，易产生老化、冷流变形，从
而导致密封失效。 （ⅲ）波纹管：无作轴向补偿的辅助密封圈，因此，浮动
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Δδ=δ－Dp（α1－α2）ΔT 式中 Δδ：工作温度时的过盈量
δ：常温过盈量
Dp：镶嵌直径
α1：座线胀系数
α2：环的线胀系数 ΔT=工作温度－常温（20。C）
（YG6：4.5×10－6 1/。C 1Cr18Ni9Ti：16.6×10－6 1/。C
3Cr13：11.5×10－6 1/。C）
光源:钠光灯(λ=0.589µm)
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密封端面承载能力与表面粗糙度有很大关系，大约有 如下关系：
粗糙度
3.2
0.8
0.4
0.2
承载面积（%）
4
12
40
95
端面比压增加（倍） 24
7.3
1.5
0.05
由此可以看出，密封端面粗糙度应在0.2以上，否则，端面比压比 理论值高的多，结果是高点接触，局部压力很高；由于摩擦副的硬度、 刚度的差异，局部高点发热甚至产生裂纹。石墨环表面磨出细微的环状 沟纹。泵的振动和动、静环的不同心会加剧这种磨损。被磨掉的颗粒存 在于端面中，形成磨粒磨损，磨损加剧，有时在泄漏的介质中可以看到
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（六）旋转式和静止式机械密封（图1-2）
（1）旋转式：补偿机构（弹性元件）随轴旋转。) （由于安装方便，普 通密封大多采用，但易产生不平衡，不能用于高速, 且消耗搅拌功率

目录一、机械密封原理 (5)（一）定义（图1-1） (5)(二) 组成 (5)（三）密封机理 (6)（四）辅助设施 (6)（五）机械密封的种类 (6)（六）旋转式和静止式机械密封（图1-2） (6)（七）内装式和外装式机械密封（图1-3） (7)（八）内流式和外流式机械密封（一般和内装式、外装式一致） (7)（九）多弹簧和单弹簧机械密封 (7)（十）平衡型和非平衡型机械密封 (8)（十一）补偿机构形式 (8)（十二）双端面机械密封（图1-4） (8)（十三）串联式机械密封（图1-5） (9)（十四）波纹管机械密封 (9)（十五）集装式机械密封（图1-6） (9)二、机械密封的基本零件 (9)（一）对摩擦副密封环的要求 (9)（二）摩擦副匹配要考虑的因素 (10)（三）密封端面宽度 (10)（四）密封环的主要技术要求 (10)（五）摩擦副端面平面度检测 (10)满足相干条件的两束光的叠加效果是：在波程差为波长整数倍的地方，光强度加强；在波程差为半个波长的奇数倍的地方，光强度减至零（变暗）。

这就是光的干涉原理。

(11)(六)密封端面的粗糙度要求 (12)（七）动环（旋转环） (12)（八）静环(不旋转) (12)（九）密封环的种类 (12)（十）整体式密封环 (12)（十一）组合式 (13)（十二）热装式密封环 (13)（十三）热装式密封环的过盈值选择 (13)（十四）辅助密封圈 (14)（十五）传动机构的作用 (14)(十六)静环防转方式 (14)(十七)机械密封的弹性元件 (14)(十八)波纹管种类 (15)(十九) 焊接金属波纹管密封 (15)三、机械密封的计算 (16)（一）补偿环的受力状况 (16)（二）密封端面中液膜反力的分布情况 (16)（三）液膜反力的计算 (17)（四）易汽化介质中密封端面间的液膜压力分布 (17)（五）膜压系数的影响因素 (17)（六）弹簧比压的计算 (18)（七）载荷系数K (18)（八）端面比压 (18)（九）波纹管的有效作用直径de (19)（十）PV值 (20)四、机械密封用材料 (20)（一）摩擦副材料要求 (20)（二）制造摩擦副的常用材料 (20)（三）碳石墨 (20)（四）硬质合金WC (21)（五）SiC陶瓷 (22)（六）Al2O3 陶瓷及其他陶瓷介绍 (22)（七）表面堆焊硬质合金 (23)（八）作摩擦副的金属材料 (23)（九）填充聚四氟乙烯 (24)（十）辅助密封圈材料要求 (24)（十一）合成橡胶 (24)（十二）柔性石墨（也称膨胀石墨） (25)（十三）弹性元件材料 (25)（十四）机械密封中基体材料 (25)五、机械密封辅助系统 (26)（一）为什么机械密封要采用辅助系统 (26)（二）什么是辅助系统 (26)（三）自冲洗的形式 (30)（四）循环冲洗 (30)（五）注入式冲洗 (32)（六）冲洗液进入密封腔的方式 (36)（七）冲洗量的确定 (37)（八）冲洗量的控制 (38)（九）冲洗压力的确定 (39)（十）密封腔中压力的确定 (39)（十一）对冲洗流体的要求 (39)（十二）热油泵的冲洗液选择 (40)（十三）烷基化装置中浓硫酸泵的冲洗液的选择 (40)（十四）辅助设施在何种工况下必须选用： (41)六、机械密封性能的影响因素 (41)(一)密封性的影响因素 (41)（二）机械密封端面的摩擦状态 (41)（三）载荷系数对密封性能的影响 (42)（四）弹簧比压对密封性能的影响 (42)（五）端面粗糙度对密封性能的影响 (43)（六）端面间缝隙形状对密封性能的影响 (43)（七）产生端面不平行的原因 (44)（八）密封端面的机械变形 (44)（九）密封端面的热变形 (44)（十）影响机械密封性能的其他因素 (45)七、石化行业典型泵的密封 (46)（一）石化行业高温泵(热油泵)密封分析 (46)（二）轻烃泵密封分析 (47)（三）低温泵密封分析 (48)（四）高速机械密封 (49)八、机械密封的安装和使用 (49)（一）安装机封的泵的技术要求 (49)(二)安装密封前要了解泵及介质情况 (50)（三）机械密封的安装 (50)（四）泵的抽空和汽蚀 (51)九、机械密封故障分析 (51)（一）摩擦痕迹大于端面宽度 (51)（二）摩擦痕迹小于端面宽度 (51)（三）硬环上无摩擦痕迹 (52)（四）石墨端面出现均匀的环状沟纹 (52)（五）石墨端面中间产生环状深沟 (52)（六）石墨内缘磨损 (53)（七）石墨环台阶过早全磨掉 (53)（八）石墨环外缘出现缺口 (53)（九）石墨环断裂 (53)(十)石墨环出现蚀坑(大小不等1~5mm，形状不规则) (53)（十一）硬质合金表面灼伤和裂纹 (54)（十二）其他故障简介 (54)（十三）泵抽空密封失效现象 (55)（十四）密封腔中汽蚀，密封失效现象 (55)（十五）密封端面汽化的失效现象 (55)（十六）泵振动过大的失效现象 (55)（十七）没有冲洗的故障现象 (56)（十八）动环选材注意事项 (56)序言机械密封最早于1885年在英国发明并获得专利，首先获得应用是在20世纪20年代的冷冻机装置上，同时出现了研究和生产机械密封的专业公司（英国的Crane公司、德国的Pacific公司等）。

基础知识真空密封自定义搜索基础知识--真空密封基础知识――真空密封{VKP&{~O真空联机密封性能取决于联接处的泄露和真空材料的放气。

对任何真空系统总希看漏、放气量与密封形式、密封材料、加工精度及装配质量等诸多因素有关，故在联接处总会存在一定的漏、放气量，因此可根据真空系统工作的性质，真空室工作工作应力的高低及其出口处抽气速度的大小提出要求。

F?{laAYE真空系统中的压力在高于10-5Pa真空范围内广泛使用合成橡胶、环氧树脂和塑料。

认真空度提到压力10-7Pa的真空范围时，这些密封材料就不能用了，需要应用超高真空的密封材料如金或铜作垫圈，而真空壳体不能用软刚需要改用不锈钢。

bpdluWS+}超真空气体内的气体状态是动态平衡状态。

系统内的压力极限，一方面与泵的有效抽速有关，另一方面与来自真空壳体及其内部的零部件的气流量有关。

因虽有系统的有效抽速由于泵有结构尺寸和用度的原因，总存在实际限制。

所以，减少气流量就成为达到超高真空状态的基本设计目标，成为选择超高真空材料的主要准则。

SbH}cu8作为真空系统内部用的材料，要求饱和蒸汽压低，为了减少慢性解吸和体出气，要求能耐450℃高温烘烤，而不降低机械强度和不发生化学和物理损伤。

作为真空系统壳体材料，要求能忽略气体渗透，承受得住大气压的压力，烘烤期间耐空气腐蚀和不发生漏气。

此外，要求选用材料，加工制作轻易，价廉易得。

iJr(;Bq对于真空度低于10-7Pa的超高真空，固然自然和合成橡胶是理想的密封圈材料，弹性好，装配成真空密封后法兰螺栓受力很小，而且可以多次重复使用;但由于超高真空系统要求密封圈材料耐250℃烘烤，实际上可可供选用的几种橡胶材料都不能满足要求。

真空度更高(即压力更低)的超高真空，则必须采用金属密封。

CIAKXYM9.1真空用橡胶密封圈)u]1j@Id接触式真空动密封的结构，最常用的有下面几种类型:①J型真空用橡胶密封―J型真空用橡胶密封圈工作表面应平整光滑，不答应有气泡杂质、凹凸不同等缺陷;②O型真空用橡胶密封圈;③骨架型真空用橡胶密封圈;④真空用O形橡胶密封圈。

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4
（三）液膜反力的计算
Fm =λP介 S
（液膜比压Pm=λP介）
λ：膜压系数≈0.5（中粘度），=0.65～0.75（低粘度），
=0.3～0.4（高粘度）。
它是一个平均值，表示液膜压力占介质压力的比例，
并不表示压力的分布情况。该公式为端面比压的计算
提供了方便。
S：端面面积S=π（d22－d12）/4
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各种组对在非平衡型机械密封中的许用［PV］值
SiC/ SiC/ 石墨 SiC
WC/ WC/ WC/
WC/ Al2O3/ Cr2O3喷涂/ Stellite/
石墨 WC 填充PTFE 青铜 石墨
石墨
石墨
180
14.5
7~1 5
4.4
5
2 3~7.5 15
3~9
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三、机械密封的计算
（一）补偿环的受力状况
要进行端面比压计算，首先要分析补偿环的受力情况。 如图，补偿环受到的力有：
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向左的：弹簧力Ft、介质压力所产生的作用力Fp 向右的：液膜反力Fm、静环作用的端面支承力F； 摩擦力R，很小可以忽略； 以上四力平衡，有F=Ft＋Fp－Fm 端面比压P=F/S （S为端面面积） 上面各项力的计算方法在后面章节再加以叙述。
（4）端面缝隙情况：渐开形，λ减小；渐收形，λ增大
（5）其他因素：转速高，对于内流式λ减小，对于外流式λ
增大。此外端面比压、密封面温度、粗糙度等都有一定影响。
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（六）弹簧比压的计算
Pt =F弹/S F弹可计算得出，但一般有误差±10%，这是由于制造厂、 制造工艺、原材料的化学成分、热处理工艺等存在差异的 缘故。 一般Pt =0.15~0.2Mpa(内装)，0.3~0.6Mpa(外装)，反应釜中， 转速低，轴摆动大，取大值。

机械密封知识一、机械密封概述机械密封（端面密封）是一种用来解决旋转轴与机体之间密封的装置。

它是由至少一对垂直于旋转轴线的端面的流体压力和补偿机构弹力（或磁力）的作用及辅助密封的配合下保持贴合下并相对滑动而构成防止流体泄漏的装置，常用于泵、压缩机、反应搅拌釜等旋转式流体机械，也用于齿轮箱、船舶尾轴等密封。

因此，机械密封是一种通用的轴封装置。

机械密封结构多种多样，最常用的机械密封结构是端面密封。

端面密封的静环、动环组成一对摩擦副，摩擦副的作用是防止介质泄漏。

它要求静环、动环，具有良好的耐磨性，动环可以在轴向灵活的移动，自动补偿密封面磨损，使之与静环良好的贴合；静环具有浮动性，起缓冲作用。

为此，密封面要求有良好的加工质量，保证密封副有良好的贴合性能。

构成机械密封的基本元件有静环、动环、压盖、推环、弹簧、定位环、轴套、动环密封圈、静环密封圈轴套密封圈等。

弹性元件（弹簧、波纹管）它主要起预紧、补偿和缓冲的作用，要求始终保持足够的弹性来克服辅助密封和传动件的摩擦和动环等的惯性，保证端面密封副良好的贴合和动环的追随性，材料要求耐腐蚀、耐疲劳。

辅助密封（0形圈、V形圈、U形圈、楔形圈和异形圈等）它主要起静环和动环的密封作用，同时也起到浮动和缓冲作用。

要求静环的密封元件能保证静环与压盖之间的密封性，静环有一定的浮动性，动环的密封元件能保证动环与轴或轴套之间的密封性和动环的浮动性。

材料要求耐热等。

1、基本结构1）端面密封摩擦副2）缓冲补赏和压紧机构3）辅助密封（二级密封挠性元件）4）传动机构2、基本密封点1）端面主密封点2）静环与端盖辅助密封点3）动环与轴（轴套）辅助密封点4）端盖与泵体连接密封点二、机械密封的优缺点1、优点（1）结构可靠，泄漏量可以限制到很少，只要主密封面的表面粗糙度和平直度能保证达到要求，只要材料耐磨性好，机械密封可以达到很少泄漏量，甚至肉眼看不见泄漏。

（2）寿命长。

在机械密封中，主要磨损部分是密封摩擦副端面，因为密封端面的磨损量在正常工作条件下不大，一般可以连续使用1～2年，特殊场合下也有用到5～10年。

de
1 4
d32 d42
对于车制聚四氟乙烯波纹管矩形波，波纹管有效直径： de=¼ (d32 + d42 )½
2 第 章 机械密封的基本参数
h0＝hst＋hdyn
（3－1）
单位：μm
2 第 章 机械密封的基本参数
2.1 几何参数
2.1.2 密封摩擦副密封面间隙h0
1．密封面静间隙hst 密封面静间隙hst常采用粗糙度比C表示， C ＝ Ra / Ry 作为微观表面完整系数来考虑。
（3－2）
hst = ½ ×(Ry12 / Ra1 + Ry22 / Ra2)
轮廓接触面积是指两物体接触表面波峰上接触的轮廓接触 微元面积之和。
Ac =ΣAci 式中Aci为轮廓接触微元面积 ，m2；
（3－6）
2 第 章 机械密封的基本参数
2.1 几何参数 2.1.3 机械密封接触面积
机械密封的接触比压就是由实 际接触面积的承载能力转换为 名义接触面积的承担能力。
3、实际接触面积Ar
2 第 章 机械密封的基本参数
2.1 几何参数 2.1.5 平衡直径db
2 第 章 机械密封的基本参数
2.1 几何参数
2.1.6 载荷系数K
载荷系数K既是几何参数，又是性能参数。它是指密封 流体压力作用在补偿环上，使之对于非补偿环趋于闭合的 有效作用面积Ae与密封环带名义接触面积A之比，故又称 面积比。
2 第 章 机械密封的基本参数
2.1 几何参数 2.1.7 有效直径de
对于波纹管型机械密封，平衡直径的值可近似的取有效直 径de。波纹管机械密封的有效直径de，可通过试验确定，大 致在波纹管中径附近。
波纹管机械密封的有效直径，根据受压不同而有所区别。

机械密封知识介绍一、机械密封基本知识：1、机械密封的基本概念：机械密封是指由至少一对垂直于旋转轴线的端面在流体压力和补偿机构弹力（或磁力）的作用下以及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄漏的装置。

补偿环的辅助密封为金属波纹管的称为波纹管机械密封。

2、机械密封的组成：主要有以下四类部件。

a．主要密封件：动环和静环。

b．辅助密封件：密封圈。

c．压紧件：弹簧、推环。

d．传动件：弹箕座及键或固定螺钉二、机封工作应注意问题：1、安装时注意事项a、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。

b、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，另速端面磨损。

过小会造成比压不足而不能起到密封作用。

c、动环安装后髯保证能在轴上灵活移动，将动环压向弹簧后应能自动弹回来。

2、拆卸时注意事项a、在拆卸机械密封时要仔细，严禁动用手锤和扁铲，以免损坏密封元件。

可做一对钢丝勾子，在对自负盈亏方向伸入传动座缺口处，将密封装置拉出。

如果结垢拆卸不下时，应清洗干净后再进行拆卸。

b、如果在泵两端都用机械密封时，在装配，拆卸过程中互相照顾，防止顾此失彼。

c、对运行过的机械密封，凡有压盖松动使密封发生移动的情况，则动静环零件必须更换，不应重新上紧继续使用。

因为在之样楹动后，摩擦副原来运转轨迹会发生变动，接触面的密封性就很容易遭到破坏。

三、机封正常运行和维护问题：1、启动前的准备工作及注意事项a、全面检查机械密封，以及附属装置和管线安装是否齐全，是否符合技术要求。

b、机械密封启动前进行静压试验，检查机械密封是否有泄漏现象。

若泄漏较多，应查清原因设法消除。

如仍无效，则应拆卸检查并重新安装。

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辅助密封卷根据工况要求可选用同规格橡胶“O”圈PTFE“V”圈。

单弹簧、非平衡型拨叉传动、补偿能力强，安装时与轴旋向无关。

磨擦副材质与辅助密封材质可根据实际工况选用。

适用范围被密封介质：油水、结晶性强碱、盐、高溶度流体、浆料、有机溶剂及其他弱腐蚀溶液。

密封腔压力：≤1Mpa密封腔温度：-20℃~220℃线速度：≤15m/sHU3型为非平衡型、单端面结构、任意旋向。

各种污水泵、化工泵、热循环泵均适用。

弹簧选择有：蝶形弹簧、多弹簧等。

磨擦副材质与辅助密封材质请根据实际工况选用。

适用范围：被密封介质：油、水、酸、碱、盐等一般腐蚀性介质。

密封腔压力：≤1 .6Mpa密封腔温度：-50℃~220℃线速度：≤20m/sHU5型HU5型机械密封符合DIN24960标准，背靠背安装亦符合DIN24960标准双端面机械密封，属于部分平衡型、橡胶波纹管，单弹簧、单端面结构，动环靠橡胶波纹管的过盈量驱动，浮动性好，弹簧也起传递扭矩作用。

磨擦副材质与辅助密封材质请根据实际工况选用。

适用范围：被密封介质：含颗粒的废水、油、污水。

密封腔压力：≤1.6Mpa密封腔温度：-20℃~140℃线速度：≤10m/sHU7型衡、圆锥形弹簧结构，弹簧的旋向与轴旋向有关。

磨擦副材质与辅助密封材质可根据实际工况选用。

适用范围：被密封介质：污水泵、潜水泵、化工泵、循环泵、清水泵和加热系统。

密封腔压力：≤1Mpa密封腔温度：-20℃~180℃线速度：≤15m/sHUU803型HUU803型机械密封符合DIN24960及GB/T6556-94标准，为非平衡型，多弹簧结构双端面，传动套传动。

第3章机械密封主要性能参数55、什么是机械密封的端面比压？作用在密封环上单位面积上净剩的闭合力称为端面比压，以Pa表示，单位为MPa端面比压大小是否合适，对机械密封的性能和使用寿命影响很大。

比压过大，会加剧密封端面的磨损，破坏流体膜，降低使用寿命；比压过小会使密封泄漏增加，降低密封性能。

56、机械密封受力情况是怎样？分析密封受力情况，是分析密封环在工作状态下的受力种类、大小、在此基础上计算机械密封的端面比压。

密封的受力情况与密封的设计结构有关。

图3-1所示图3-1受力分析图动环受的力有弹簧 F t介质力Fp和液膜压力Fm，此外还有密封圈的摩擦阻力R,在这些力中介质力和弹簧力的方向是一致的，称为闭合力。

液膜压力Fm 为推开力，摩擦阻力R 的实际力是很小的可以忽略，这样密封的合力为 F=F t + F p - F m 。

57、弹簧力的测试有几种方法？弹簧力的测试有一般有两种方法，弹簧力是密封闭合力的主要因素，该力可用计算方法获得但是有一定的误差，实际上是以实测比较准确，在现场测量方法是在弹簧加重物，并记录压缩的高度，同样可测得弹簧力。

还有就是利用弹簧测试机测得 ，弹簧测试机有机械指针显示方法和电子数显法两种，目前基本采用这两种方法它测试手段都比较准确。

58、什么是弹簧比压？怎样计算？弹簧比压就是单位密封面上的弹簧力，单位是MPa ，，计算方法是总的弹簧力除以密封断面的的面积。

内装式机械密封一般弹簧比压在0.1～0.2 MPa 。

外装式机械密封，介质力小于0.1 MPa 时，弹簧比压取0.3～04 MPa ，介质压力小于0.25时，弹簧比压取0.4～06 MPa 。

59、载荷系数是怎样定义的？意义是什么？密封介质压力作用在补偿环上（动环）对于非补偿环（静环）的闭合力的有效面积与密封环带面积之比称为载荷系数。

例如一个内装式机械密封，令为密封介质的有效作用面积Ae ，A 为密封环带的面积，于是载荷系数从 图3-2可得AAe K图3-2 内流型密封受力图()20224d d Ae -=πA = 4π ()2122d d - 将Ae 和A 之值带入K 中，可得21222022d d d d K --=K 为载荷系数，对流体式机械密封而言。

、重油、高温热水等。
Plan 21 用于温度稍高的介质。
Standard Mechanical Seals
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Plan 23 用于温度稍高的介质，在给水泵密封、停堆泵密封
中常用。使用条件特点：介质流动性好，泵转速1500rpm 以上，转速低，很难做到自循环。 Plan 52（系统无压）
串联密封常用的一种系统。 Plan 53（系统加压）
b. 高温作业。当摩檫面积储高温不易散发时，引起树脂 析出焦化，石墨呈粉状脱落，由系统故障或冷却效能 不足引起。
Standard Mechanical Seals
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，
c. 高速。高速很容易在摩檫面积储高温，冷却不充分 立即引起故障。
d. 颗粒、结晶物，通常二个面都是硬材料。 e. 盐类溶液，须保持封液的温度、浓度，使无盐粒析
标准的密封系统是API682（原API610）
Standard Mechanical Seals
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冲洗方案PLAN01
Standard Mechanical Seals
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冲洗方案PLAN02
Standard Mechanical Seals
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冲洗方案PLAN11
Standard Mechanical Seals
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密封面液膜反压力 Pa=（0.5P1+Pm+Pa)XAf P1 液体压力 Pm 表面接触力 Pa 滑动时产生的动压力
Standard Mechanical Seals
22
A形间隙密封，由密封承受高压产生 。常在摩擦面外缘产生摩擦沟槽，严重 时，石墨环外缘会产生崩角和剥落。
Standard Mechanical Seals
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机械密封设计中的计算机械密封是一种常用的密封装置，用于防止流体或气体从机械设备的旋转轴向泄漏，常见于泵、压缩机、离心机等设备中。

机械密封设计中的计算主要包括尺寸计算、密封面压力计算、密封面面积计算和密封间隙计算等。

一、尺寸计算机械密封的尺寸计算包括密封环、密封座、弹簧和密封面等部件的尺寸选择。

这些尺寸的选择必须保证密封具有足够的密封性能，同时要满足设备的工作要求。

首先，需要根据设备的工作参数确定密封面径向力大小。

然后，根据密封面径向力和密封环材料的特性，选择适当的密封环尺寸。

密封环的尺寸选择主要包括内径、外径和厚度。

内径的选择要满足密封环与旋转轴的配合要求，外径的选择要保证密封环能容纳缺口或泄漏环等附件，厚度的选择要满足密封环对密封面的压力要求。

其次，根据设备的工作参数和密封环的尺寸，计算出密封环所受的载荷。

根据载荷大小，选择适当的密封座尺寸，并确保密封座与密封环的配合间隙满足要求。

最后，根据密封环和密封座的尺寸，选择合适的弹簧。

弹簧的选择要考虑到其材料、刚度和变形量等因素，以确保弹簧能够提供足够的压力来保持密封面的接触。

二、密封面压力计算密封面压力是机械密封的关键参数，直接影响到密封的可靠性和使用寿命。

通过计算密封面压力，可以确定密封面是否能够满足密封要求，以及是否需要进一步调整密封参数。

密封面压力计算一般采用力学分析方法。

首先，根据设备工作参数，确定密封面所受的径向力和轴向力。

然后，根据密封环和密封座的特性，计算出密封面的接触面积。

最后，利用力学原理计算出密封面的压力。

在计算密封面压力时，需要考虑到密封环和密封座的变形。

变形对密封面压力的分布和大小均有影响，因此需要进行相应的变形分析。

三、密封面面积计算密封面面积是机械密封的另一个重要参数，直接决定了密封面的紧密程度和密封性能。

通过计算密封面面积，可以确定密封面是否足够大，以及是否需要调整密封参数。

密封面面积计算一般采用几何方法。

首先，根据密封环和密封座的尺寸计算出密封面的面积。

一、密封的分类：1、静密封：（1）根据工作压力：高压静密封、中压静密封、低压静密封（2）根据工作原理：法兰连接垫片密封、自紧密封、研合面密封、O形环密封、胶圈密封、填料密封、螺纹连接垫片密封、螺纹连接密封、承插连接密封、密封胶密封2、动密封：（1）根据密封面间是滑动还是旋转运动：往复密封、旋转密封（2）根据密封件与其做相对运动的零部件是否接触：A.接触式动密封a.按密封件的接触位置：圆周（径向）密封、端面（轴向）密封（机械密封）b.按密封原理：填料密封（毛毡密封、软填料密封、硬填料密封、挤压型密封、唇形密封）、油封密封、涨圈密封B.非接触式动密封：迷宫密封、动力密封（离心密封、浮环密封、螺旋密封、气压密封、喷射密封、水力密封、磁流密封等）C.无轴封密封（隔膜式、屏蔽式、磁力传动式）二、机械密封：机械端面密封是一种旋转传动件密封，是由一对或数对动环与静环组成的平面摩擦副构成的密封装置。

主要部件是动环和静环，一个随主轴旋转，一个固定不动构成机械密封的基本元件：端面摩擦副（动环、静环）、弹性元件（弹簧）、辅助密封（O形圈）、传动件（传动销、传动螺钉）、防转件（防转销）、紧固件（弹簧座、压环、压盖、紧钉螺钉、轴套）静环，又称为非补偿环动环，又称为补偿环由补偿环、弹性元件和副密封等构成的组件称为补偿环组件。

机械密封分类：根据端面接触状态：接触式机械密封、非接触式机械密封、半接触式密封根据静环安装位置：内装式密封、外装式密封根据介质泄漏方向：内流型、外流型根据弹簧元件运动状态：静止式密封、旋转式密封根据密封流体在密封端面引起的卸载程度：平衡型密封、非平衡型密封根据弹性元件的结构和布置：单弹簧式密封、多弹簧式密封、波纹管密封、膜片密封根据密封端面数目：单端面密封、双端面密封、多端面密封根据载荷程度不同：平衡型、非平衡型、过平衡型机械密封计算：1、端面液膜压力：机械密封端面间隙液膜的承载能力。

（1）液膜静压力：当密封间隙有微量泄漏时，由于密封环内外径压差促使流体流动，而流体通过缝隙受到密封面的节流作用，使压力逐步降低Pm=λpPm -------端面上平均液膜静压力，Paλ----液膜反压系数p---密封流体压力（2）液膜动压力：机械密封环端面即使经过精细的研磨加工，在微观上仍存在一定的波动，当两个端面彼此相对摩擦时，由于液膜作用会产生动压效应。

密封环间隙圆角系数
【实用版】
目录
1.密封环间隙圆角系数的定义
2.密封环间隙圆角系数的作用
3.密封环间隙圆角系数的计算方法
4.密封环间隙圆角系数的影响因素
5.密封环间隙圆角系数在工程中的应用
正文
密封环间隙圆角系数是指在机械密封中，密封环与轴之间的间隙形成的圆角面积与间隙宽度的比值。

它是一个重要的参数，用于衡量密封效果的好坏。

密封环间隙圆角系数的作用主要体现在以下几个方面：一是减小摩擦，降低磨损。

合理的圆角系数可以减少密封环与轴之间的摩擦，延长密封环的使用寿命。

二是提高密封效果。

圆角系数的大小直接影响密封环的密封效果，如果圆角系数过大，会导致密封环与轴之间的间隙过大，密封效果不好；如果圆角系数过小，会导致密封环与轴之间的间隙过小，容易产生磨损，影响密封效果。

密封环间隙圆角系数的计算方法是：圆角系数=圆角面积/间隙宽度。

其中，圆角面积可以通过数学计算得出，间隙宽度则需要通过实验测量。

密封环间隙圆角系数的影响因素主要有：密封环的材料、轴的材料、工作环境等。

不同的材料在不同的工作环境下，其圆角系数会有所不同。

密封环间隙圆角系数在工程中的应用非常广泛，它不仅可以用于机械密封的设计，还可以用于机械密封的检修和维护。

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（二）密封端面中液膜反力的分布情况
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在d2处，端面间液膜压力等于P介。在d1处，端面间液 膜压力近似为零。对于中间分布情况，人们通过大量试验 发现，各点的压力分布与介质性质有关，还与端面中的相 态和摩擦状态有关。 对于丁烷等(粘度小、易汽化介质)，压力分布成凸抛物线状1。 对于水等(中等粘度介质)，压力分布成直线性2。 对于润滑油等(高粘度介质)，压力分布成凹抛物线状3。
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端面比压的选取原则：
（1）必须高于弹簧比压；
（2）必须大于介质在端面温度升高时的饱和蒸汽压； 在保证以上条件下，尽量取小值，以防端面发热，破坏液膜，加剧磨损，功 率消耗增大，密封使用寿命减短。同时考虑以下原则： （1）对自润滑性好的组对（M106K/SiC、YG6/ SiC、M106K/YG6） 可以取稍大值(因液膜不易被破坏，摩擦系数不易增加。)。 （2）对于外装式机械密封，可以取稍小值（因介质比压很小，
两相。rb为汽化半径，此处液膜压力=P饱和（tp），
tp处温度最高。 r2～rb区域，液膜压力成线性分布，液相 rb～r1区域，液膜压力成抛物线分布，气相 对于易汽化介质膜压系数λ，中国石油大学顾永泉教授提出一个计算公式： λ=2/3×/P1＋（1/2－1/6×Pf/P1）（r2～rb）/( r2 －r1) 式中：Pf ：rb处气化压力 P1 ：介质压力 rb：气化半径 r2 /r1 ：端面外半径/内半径 计算值一般在0.70～0.85之间。
转速低，轴摆动大，取大值。
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（七）载荷系数K
介质压力对补偿环的有效作用A面积与端面面积S之比。 K=A/S
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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，由于液膜作用会产生动压效应。

有纳威斯托克斯(Novier-Stokes)方程：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A e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A e改变K值。

机械密封的主要参数标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]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，由于液膜作用会产生动压效应。

有纳威斯托克斯(Novier-Stokes)方程：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，则流量压差为零，故有—液压最大值，对应该处的液膜厚度为h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。