机械密封,又称端面密封,是一种广泛应用于离心泵、反应釜、压缩机等旋转设备的高性能轴封装置。
机械密封的设计目标是在高速旋转的轴与静止的壳体之间,有效防止流体(液体或气体)泄漏。与传统的软填料密封相比,机械密封以其泄漏量少、使用寿命长、性能可靠等优点,成为现代工业中主流的密封解决方案。
机械密封的工作原理基于一对或数对垂直于旋转轴线的精密端面(即动环与静环)的相对滑动。这套摩擦副是整个密封系统的核心,被称为主密封。
工作时,它主要依靠两种力量来保持紧密贴合,一是密封腔内流体介质自身的压力;二是由弹簧、波纹管等弹性元件提供的弹力(或磁力)。这两种力共同作用,在动、静环之间产生适当的压紧力,确保端面始终接触。
在理想工作状态下,这对紧密贴合的端面之间并非完全干摩擦,而是会维持一层极薄的液体膜。
这层液膜起着至关重要的作用,它既能润滑摩擦副,减少磨损、延长寿命,其产生的流体动压力又能帮助平衡端面所受的部分压力。因此,机械密封的成功运行,关键在于通过精确设计,控制端面上的单位面积压紧力(即端面比压),使其既能保证密封效果,又能形成稳定的润滑液膜。
除了主密封,一套完整的机械密封还包含多个辅助密封点,如静环与压盖之间、动环与轴(或轴套)之间等处的O形圈、垫片等。这些辅助密封圈主要起静密封作用,与端面主密封协同工作,共同构成了一个高效、可靠的密封系统。正是这种精巧的“动静结合”设计,使得机械密封能够适应高温、低温、高压及腐蚀性介质等多种苛刻工况。
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