軸向密封的密封特點以及影響密封選擇的因素
在軸向密封中有一個軸向放置的摩擦/滑動配合件。接觸面是一個水平的環(huán)面,將內(nèi)部和外部空間相隔開。環(huán)相互間的有限的徑向相對運動不會削弱密封效率,通過一個或兩個密封環(huán)軸向調(diào)整,可以抵消磨損的影響。環(huán)的幾何形狀保持不變,因此這里也可以使用硬質(zhì)材料。軸向密封通常被稱作機械密封。 滑環(huán)對由一個動環(huán)和一個靜環(huán)組成,其接觸面有很高的光潔度(<(1 µm)。這樣在整個外圍區(qū)域,密封縫足夠少,用于避免泄漏。滑環(huán)本身是使用與安裝的外殼部件相匹配的靜態(tài)的二次密封元件來密封的。
環(huán)之間的相對速度決定摩擦。 因而,產(chǎn)生的熱量取決于密封縫中的摩擦系數(shù)和軸轉(zhuǎn)數(shù)。 需要密封的介質(zhì)的高溫可能會進一步的產(chǎn)生熱負(fù)荷。因此,很需要通過合適的潤滑來保持摩擦配合件的摩擦特性。
潤滑膜結(jié)構(gòu)
為了實現(xiàn)機械卸載,在已潤滑的密封中需要附加靜壓或動壓的壓力。根據(jù)需要密封的壓力差和轉(zhuǎn)數(shù),可以在相應(yīng)的結(jié)構(gòu)和流體選擇中在密封縫里形成一個自我穩(wěn)定的液力。 壓力曲線可以近似為線性,參閱圖例 2。
負(fù)載系數(shù) K 作為使用密封壓力負(fù)載的平面 A2 與兩個滑環(huán) A1 的整個密封面的比例,參閱圖例3,對于評價靜壓的閉合力是一個很重要的數(shù)值,閉合力能夠避免密封縫中的斷開應(yīng)力造成的滑環(huán)升起。
3. Variables affecting the balance ratio K
滑環(huán)分為負(fù)載的滑環(huán)密封 K > 1(在實踐 1.1 和 1.2 中),去負(fù)荷的滑環(huán)密封 K < 1(在實踐 0.6 和 0.9 中)。通過降低的 K 值,使得針對熱過載的安全性有所提高,但是仍然需要采取防止滑面突出的措施。
待密封空間的壓力作用在滑環(huán)上; 在密封處形成一個相對應(yīng)的壓力曲線。其他力來自 O 型密封圈、密封面和旋轉(zhuǎn)止動器上的摩擦。在滑面的壓力差較低時,閉合力還會因為取決于旋轉(zhuǎn)方向或與旋轉(zhuǎn)方向無關(guān)的彈力而加強。如果閉合力始終略高于斷開應(yīng)力,則可以確;h(huán)密封的功能性。
以上提到的力和零件中的溫度梯度會使滑環(huán)變形。 這一變形會影響幾何形狀,從而影響密封縫中的壓力曲線。為了保證密封面的穩(wěn)定不變的情況,會使用硬質(zhì)材料作為密封環(huán),尤其是在密封要求很高的情況下。
影響密封選擇的參數(shù)
密封順序、材料以及附加設(shè)備的選擇取決于不同的參數(shù)。待密封介質(zhì)的壓力和溫度以及待密封軸的直徑和轉(zhuǎn)數(shù)在設(shè)計中是考慮功能安全性的重要參數(shù)。為了進行評估,經(jīng)常會考慮產(chǎn)品的壓力和密封面速度或 p·v-作為評估值。 其他的邊緣條件包括安裝環(huán)境、產(chǎn)品特性,例如化學(xué)侵蝕、結(jié)塊傾向和固體部件。這針對于固體含量高的產(chǎn)品或泥漿,對密封設(shè)計甚至起著基礎(chǔ)作用。