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机械密封旋转接头和回转接头的密封结构的主要零件机械密封旋密封结构的转接头和回转接头的内部主要零部件有:密封摩擦副、辅助密封、弹性元件、传动件、和紧固件。 一、密封摩擦副 机械密封的密封摩擦副主要是由动、静环组成,有时还有中间浮动环(浮动摩擦副)。密封摩擦副是机械密封中最主要的零部件,其性能好坏直接关系到密封的效果和寿命,因此,对摩擦副的材料、结构、形状、尺寸及表 面加工质量等都有较高的要求。 根据机械密封结构的工作特点和要求,对密封摩擦副密封环的设计应考虑下列问题: 1.密封摩擦副的材料应选用该条件下摩擦和磨损量最少且耐腐蚀的并允许干摩擦(只少允许能在短时间内干摩擦)的材料。 2.选材时若比压或pv值超过允许值,则可采用见效面积比(采用平衡型密封)的办法。但必须注意随着面积比的减小,密封的可靠性也会下降,因为在缝隙内流膜压作用密封面有开启失效的可能性。 3.结构设计时应尽可能减小密封面平均直径,以降低周速和密封摩擦副温度。 4.摩擦副中软材料环的密封面宽度应比硬材料环窄,以免硬环对磨时陷入软环引起密封面剥落或强烈的磨损。软、硬环密封面宽对差对轴径为5~150mm的密封,其值为1~4mm。硬对硬对密封摩擦副的环宽可以相同,也可以不同,因为摩擦系数极微,不至于互相嵌入。 5.随着密封宽度的减小,密封摩擦副内摩擦热减少密封面宽度比较合理,但是太窄的密封的磨损也比较均匀,缝隙有效高度也会随之减小。这样减小密封面宽度比较合理,但是太窄的密封面损坏的危险型增大(进入磨粒、出现擦伤、冲蚀磨损),局部强度下降和承磨凸台的刚度下降。塑料的导热性差,宽度对温度有影响,因为塑料环对宽度应小于一般石墨环。气体端密面密封由于磨粒对密封面损伤的可能性较小,因此其宽度可以比液体端面密封宽度取得小些。但当气体端面密封承载能力较小时,其宽度宜取大值。流体动压密封因为开槽,其宽度比普通机械密封大,流体静压密封的宽度比前两种密封更大,因为它是由力平衡和允许泄漏量来确定的。 6.密封环的端面形状和定位方式应确保密封面变形量最小,形状尽可能趋向矩形或方形断面。脆性材料环要注意过渡断面处应是均缓过渡。 7.密封摩擦副组装时起定位和固装方式都有所不同,取决于密封的工作参数和结构,可以采用镶嵌、粘接、箍装等方式。 8.选择静、动环时,考虑动环的给热系数比静环大,因此考虑动环用热导率较高的材料制作。改变摩擦副环的形状也有利于改善密封摩擦副的给热情况并降低密封摩擦副的温度,例如:在密封面附近开环形槽。热导率高的材料做成厚环,其散热效果将会改善。 9.密封摩擦副密封面不垂直对其工作有不良影响(如安装、制造、振幅和其他不良因素对工作有影响),因此必须采用结构和工艺措施保证最小的误差。动环误差一般比静环大,因此高速下采用静止式。 10.密封摩擦副环上径向作用力取决于对中精度、轴和轴套同心度与密封面不垂直度,应尽量可能减小此力。 辅助密封 机械密封结构的旋转接头和密封摩擦副的静、动环的结构形式往往取决于所采用的辅助密封元件的形式。辅助密封元件有两类:径向接触式密封与波纹管密封。径向接触式密封中有O形圈、V形圈、楔形圈、矩形圈和平垫圈等,前两种最常用。波纹管密封中有金属波纹管、橡胶波纹管、塑料波纹管和蛇形套等,前两种最常用。辅助密封载复杂的角振动和轴向振动条件下保证挠性安装动、静环的密封性,不仅如此,还起到弹性支座的补偿和吸振的作用,波纹管还起到弹性元件和传动元件的作用。 三、弹性元件 机械密封旋转接头和回转接头中的弹性元件,如弹簧、金属波纹管等,主要为摩擦副提供和预紧弹簧比压(工作是还有液压作用力),保证动、静环良好的贴合,并且起到弹性安装静环的轴向位移和角位移的弹性补偿和静环磨损时自动补偿的作用。 弹簧的形式有圆柱形螺旋弹簧、波纹片弹簧、蝶形弹簧和锥形螺旋弹簧等。波纹片弹簧和蝶形弹簧的共同特点是结构紧凑、轴向尺寸短、刚度大,但轴向位移小、弹力小,适用于轴向尺寸小的场合。普遍采用的是集中大弹簧和多点分布小弹簧(圆柱螺旋弹簧)。 在设计圆柱弹簧时应注意下列问题: 1.弹簧压力应根据具体工作条件和用途正确选择弹簧比压来确定。 2.选择弹簧材料时不仅要考虑到强度和弹性,还应考虑耐腐蚀性和疲劳性。 3.在轴径小于70mm时可采用集中大弹簧(为了缩短轴向距离,一般只用圈数少、节距大的弹簧);为了使弹簧压力均匀和不受离心力影响,轴径大的机械密封采用多点分布小弹簧。 4.弹簧两端必须与轴线垂直,因为端部歪斜会造成密封环磨。为了保证支承面与中心线垂直,使弹簧压力均匀和不受离心力影响,轴径大的机械密封采用多点分布小弹簧。 5.弹簧的工作压缩量应为极限压缩量的2/3~3/4。 6.当软环承磨凸台全部磨损时,弹簧产生的比压应变化不大。经验法则是弹簧产生的比压此时的降低不应该超过18%~20%。 7.为了保证软环磨损时弹簧降低不多,单弹簧采用圈数比较少、节距大的螺旋弹簧。 8.当采用并圈弹簧传动时,应注意弹簧的旋转和轴的转向配合。从静环侧看弹簧,轴向右面转时应使用右旋弹簧;轴向左转时应使用左旋弹簧。 9.采用弹簧加载的推环式密封时,应注意随着介质压力的升高,密封的面积比也是下降的。 10.当圆柱形小螺旋弹簧径长比太小时,为防止由于弹簧柔度超过极限值而丧失稳定性,以使每支小弹簧套在导向销钉上 四、传动元件及其他金属构件 传动元件用来将密封摩擦副力距传给轴或传给压盖。传动件有两种,弹性安装密封环-弹性元件和弹簧元件-轴的连接。前一种要求弹性安装密封环的轴向和角度方向在传动摩擦力矩时保持活动性。 旋转接头、回转接头、液压滑环、液压旋转接头传动件有:弹簧、传动销、轴承等。 上一篇瓦楞纸机用高压旋转接头的结构下一篇蒸汽专用旋转接头 |