延長(zhǎng)機(jī)械密封壽命的妙招
在液體介質(zhì)中工作的機(jī)械密封，一般均依靠液體介質(zhì)在動(dòng)、靜環(huán)摩擦面間所形成的液膜進(jìn)行潤(rùn)滑。因此，維持摩擦面間的液膜是保證機(jī)械密封穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)、延長(zhǎng)使用壽命所必不可少的。
幾種強(qiáng)化潤(rùn)滑的結(jié)構(gòu)
1.端面開(kāi)槽：
高壓和高轉(zhuǎn)速機(jī)械要保持摩擦面間的液膜是有困難的，液膜常常被高壓和高轉(zhuǎn)速而生成的摩擦熱所破壞。對(duì)這種情況，采取開(kāi)槽形式來(lái)強(qiáng)化潤(rùn)滑是很有成效的。動(dòng)環(huán)和靜環(huán)都可以開(kāi)槽，一般開(kāi)在較耐磨的材料上。動(dòng)環(huán)與靜環(huán)不應(yīng)同時(shí)開(kāi)槽，因?yàn)檫@樣會(huì)降低潤(rùn)滑效果。為了使污物或磨屑盡可能不進(jìn)入摩擦面，對(duì)液體為順離心力方向(外流式)流動(dòng)的密封，槽應(yīng)開(kāi)在靜環(huán)上，以避免離心力的作用將污物引入摩擦面。反之，液體為逆離心力方向(內(nèi)流式)流動(dòng)時(shí)，槽應(yīng)開(kāi)在動(dòng)環(huán)上，離心力有助于將污物自槽中甩出。
摩擦面開(kāi)的小槽有矩形、楔形、或其它形狀。槽不宜太多或太深，否則會(huì)使泄露增加。
2.靜壓潤(rùn)滑：
所謂靜壓潤(rùn)滑是將有壓力的潤(rùn)滑液體直接引入摩擦面以起到潤(rùn)滑的作用。引入的潤(rùn)滑液體由單獨(dú)的液源供給，如液壓泵等。用此有壓力的潤(rùn)滑液與機(jī)械內(nèi)的流體壓力相對(duì)抗，此種形式通常也稱為流體靜壓力密封。
氣體介質(zhì)的機(jī)械密封應(yīng)采取措施建立氣膜潤(rùn)滑，如采用氣體靜壓受控膜機(jī)械密封或固體潤(rùn)滑，即選用自潤(rùn)滑材料作動(dòng)環(huán)或靜環(huán)。只要條件允許，應(yīng)盡可能把氣體介質(zhì)條件轉(zhuǎn)換為液體介質(zhì)條件，這樣既便于潤(rùn)滑又便于密封。
3.端面偏心：
一般機(jī)械密封，動(dòng)環(huán)的中心、靜環(huán)的中心和軸的中心線都在一條直線上，如果將動(dòng)環(huán)或靜環(huán)中的某一個(gè)環(huán)的端面中心做成與軸的中心線偏移一定距離，就能使環(huán)在旋轉(zhuǎn)時(shí)不斷帶入潤(rùn)滑液至滑動(dòng)面間起潤(rùn)滑作用。
應(yīng)當(dāng)指出的是，偏心尺寸不能過(guò)大，特別是對(duì)于高壓，偏心會(huì)使端面所受的壓力不均勻，而造成磨損不均勻。對(duì)于高轉(zhuǎn)速密封，不宜用動(dòng)環(huán)作為偏心環(huán)，否則由于離心力的平衡會(huì)使機(jī)器發(fā)生振動(dòng)。
機(jī)械密封的動(dòng)、靜環(huán)之間的摩擦根據(jù)不同條件會(huì)出現(xiàn)下列情況：
(1)半液體潤(rùn)滑：
滑動(dòng)表面的凹坑處存有液體，接觸面之間維持一層很薄的液膜，所以發(fā)熱和磨損情況均較好，由于動(dòng)、靜環(huán)之間的液膜在其出口處有表面張力，故限制了液體的泄露。
(2)完全液體潤(rùn)滑：
當(dāng)動(dòng)、靜環(huán)之間的壓力不足，而使間隙增大時(shí)，液膜增厚，這時(shí)不存在固體接觸，故無(wú)摩擦現(xiàn)象。但由于在這種情況下動(dòng)、靜環(huán)之間的縫隙較大，故起不到密封作用，泄露嚴(yán)重。在實(shí)際應(yīng)用中一般不允許有這種情況出現(xiàn)(受控膜機(jī)械密封除外)。
機(jī)械密封動(dòng)、靜環(huán)之間的工作情況，大多數(shù)是處在邊界潤(rùn)滑和半液體潤(rùn)滑狀態(tài)下，而半液體潤(rùn)滑能夠在摩擦系數(shù)最小即磨損與發(fā)熱令人滿意的情況下，獲得最好的密封效果。
使機(jī)械密封能在良好的潤(rùn)滑條件下工作，還需從介質(zhì)特性、壓力、溫度、滑動(dòng)速度等因素綜合考慮，但選擇適當(dāng)?shù)膭?dòng)、靜環(huán)之間的壓力，合理的潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)和提高動(dòng)、靜環(huán)摩擦表面質(zhì)量也是保證密封有效工作的重要因素。
(3)干摩擦：
滑動(dòng)摩擦面上無(wú)液體進(jìn)入，因而無(wú)液膜存在，僅有塵土和氧化層，以及吸附的氣體分子等。當(dāng)動(dòng)、靜環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，其結(jié)果必然是使摩擦面發(fā)熱、磨損加劇而造成泄露。
(4)邊界潤(rùn)滑：
當(dāng)動(dòng)、靜環(huán)之間的壓力增大或者液體在摩擦面上形成液膜的能力較差時(shí)，液體將從間隙中被擠出。由于表面不是絕對(duì)平的，而是凹凸不平，在凸出就有接觸磨損，而在凹處則保持液體的潤(rùn)滑性能，造成邊界潤(rùn)滑。邊界潤(rùn)滑的磨損和發(fā)熱程度為中等。