標準的平衡和非平衡型機械密封通常是在邊界潤滑條件下工作。由于端面摩擦生熱,即使是具有z好的熱傳導系數和冷卻特性的端面配對材料,其PV值極限也很低。為了提高密封的PV值極限,拓寬平面端面密封的使用范圍,適應現代工業(yè)向高參數發(fā)展的需要,機械密封必須設計在低摩擦系數下工作。密封端面間的一層完整的薄膜,將改善密封的潤滑工況,有助于降低密封端面摩擦系數。這方面,熱流體動(dòng)壓機械密封證明是非常成功的。
由于壓力變形產(chǎn)生的非平行面楔效應叫壓力楔效應,由于溫差局部熱變形產(chǎn)生的楔效應叫熱楔效應,由壓力變形和局部熱變形產(chǎn)生的楔效應叫熱流體動(dòng)力楔效應。熱流體動(dòng)壓機械密封就是利用熱流體動(dòng)力楔效應產(chǎn)生流體動(dòng)壓作用力的機械密封,它是一種新型的機械密封。熱流體動(dòng)壓機械密封的結構和普通的機械密封沒(méi)有多大差別,只是在密封的動(dòng)環(huán)或靜環(huán)端面上開(kāi)設了各種形狀的流槽,這些流槽的深度為毫米量級,屬深槽密封。
熱流體動(dòng)壓機械密封靜止時(shí),摩擦副表面是平行平面。在運轉時(shí),由于摩擦生熱的緣故,密封環(huán)被加熱而且受熱是不均勻的。受熱z厲害的區域是密封環(huán)由工作介質(zhì)冷卻的槽間或鏜孔間的中間段落。由于受熱冷卻的不均勻,密封面的平面度遭到破壞并形成收斂型間隙區域。熱流體動(dòng)壓機械密封根據它的過(guò)程的復雜性和間隙與泄漏量的大小,居于接觸式機械密封和非接觸式機械密封之間。
選擇油封的材料時(shí),必須考慮材料對工作介質(zhì)的相容性、對工作溫度范圍的適應性和唇緣對旋轉軸高速旋轉時(shí)的跟隨能力。一般油封工作時(shí)其唇緣的溫度高于工作介質(zhì)溫度20~50℃,在選擇油封材料時(shí)應予注意。
在同一直徑條件下,不同材料制造的J型無(wú)骨架油封,適應軸面旋轉線(xiàn)速度的能力不同。
普通油封的使用壓力一般不超過(guò)0.05MPa。當工作壓力超過(guò)這個(gè)值時(shí)應選用耐壓型油封。
油封的工作范圍與油封使用的材料有關(guān):材料為丁晴橡膠(NBR)時(shí)為—40~120℃,亞力克橡膠(ACM)—30~180℃,氟橡膠(FPM)—25~300℃。
密封原理:由于在油封與軸之間存在著(zhù)油封刃口控制的油膜,此油膜具有流體潤滑特性。在液體表面張力的作用下,油膜的剛度恰好使油膜與空氣接觸端形成一個(gè)新月面,防止了工作介質(zhì)的泄漏,從而實(shí)現旋轉軸的密封。J型無(wú)骨架油封的密封能力,取決于密封面油膜的厚度,厚度過(guò)大,油封泄漏;厚度過(guò)小,可能發(fā)生干摩擦,引起油封和軸磨損;密封唇與軸之間沒(méi)有油膜,則易引起發(fā)熱、磨損。
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