波纹管式机械密封的设计和生产要求
波纹管式机械密封由于性能优异,可靠性高,可用于高转速、高压力、高温及低温等工况,因而被广泛应用于液体火箭发动机涡轮泵密封装置之中。液氧泵机械密封工作温度为一183℃,工作压力为1~2MPa,端面平均线速度为60~75m/s。该密封要经受涡轮泵轴向和径向较大振动载荷。设计液氧泵机械密封用时,不仅要遵守一般弹性元件的设计准则,还要遵守火箭发动机对密封要求所产生的设计准则。金属波纹管的机械密封
机械密封用金属波纹管在生产、装配、试验过程中,轴向如果产生拉伸塑性变形,导致金属波纹管自由高度偏离设计值,密封装配后波纹管将会受压,密封摩擦功耗,从而降低了密封工作可靠性。所以设计密封时,不仅要遵守一般弹性元件的设计准则,还要考虑波纹管轴向拉伸塑性变形对密封设计准则的影响。金属波纹管密封的设计要求
液氧泵机械密封设计的一般要求为:密封结构简单可靠,且不需要密封系统;发动机预冷充填时,密封泄漏量为零;发动机工作时,密封后端只允许泄漏少量气氧;要求密封具有多次启动工作能力。
波纹管机封技术交流交流内容波纹管机械密封的基本原理波纹管机械密封的材料波纹管机械密封的冷却和冲洗波纹管机械密封的使用和安装波纹管机械密封的故障分析机械密封的定义机械密封的定义:机械密封是一种依靠弹性元件和介质压力压紧动、静环端面从而达到密封的部件。通过阻止泄漏、减少摩擦。
机械密封的作用:
提高机器效率、降低能耗。
提高机器的可靠性。
安全和环境保护。波纹管机械密封的基本原理按弹性元件的种类分类:弹簧:性能稳定波形弹簧:轴向尺寸紧凑液压成型波纹管:焊缝少、耐高温金属焊接波纹管:轴向尺寸紧凑、耐高温其它弹性元件:板簧……波纹管机械密封的定义波纹管机械密封是以环状金属薄片组焊作为弹性元件和隔离元件,从而实现密封的部件。
仿制——合资——自主开发波纹管机械密封的基本原理波纹管机械密封的基本原理金属焊接波纹管:优点:体积小、耐高压、弹性力、适用转速高、无滑移o圈、弹性元件无散落可能缺点:加工复杂、易淤塞波纹管机械密封的基本原理弹簧密封:优点:加工简单、适用范围广缺点:零件多、体积纹管机械密封的基本原理基本元件的作用和要求摩擦副:使密封面紧密贴和,防止泄漏。它要求具有良好的耐磨性;补偿环轴向移动灵活;端面变形稳定……波纹管组件:起隔离、预紧、补偿、缓冲的作用。要求具有适当的弹力,良好的压力、密封特性,从而保证在压力作用下端面贴和良好。
SiC碳化硅一种新型陶瓷,由于高密度成形技术的发展,80年始,国外纷纷用它作高PV值的组对材料,是到
目前为止发现的好的摩擦副材料,具备各种优良性能。重量轻,为WC的1/5,比强度高,摩擦系数小,硬度略
**硬质合金,HRA90~94,抗辐射性好,具有一定的自润滑性,组对性好,化学稳定性、耐热性、热传导性都
很优异。在500℃以下,几乎耐所有的酸和碱,除振动冲击大,或有颗粒介质场合外,几乎所有的硬质合金都可
用它取代,价格略比WC便宜。
缺点:脆性材料,抗机械冲击性稍差。
由于制造工艺不同,性能略有差异,目前主要有4种类型:
1、 反应烧结SiC(SiC+Si 组成的致密烧结物)
[(α-SiC 粉+石墨粉+助熔剂)混和+**粘结剂]压制成型,放入Si 粉坩锅内,在真空炉加热1600~1800 ℃,生成β-SiC。 这种SiC 由α-SiC、β-SiC、 游离硅组成,由于游离Si 和孔隙的存在,它不耐强碱和氧化性介质。
优点:收缩率小,耐热冲击性好,成本低,适于批量生产。
2 、常压烧结SiC
采用**细SiC 粉(粒度在0.1~0.2μm), 加适当的添加剂、粘结剂压制成型,然后在2000~2200 ℃的温度下烧结而成。适用于数量少,规格品种多的密封环。致密度高达97% 以上。
3、热压烧结SiC
粒度≤1μm的SiC粉,加上适当的添加剂,装入石墨模具内,在2000~2100℃的热压炉内加压(30~50MPa)制成。这是SiC中化学稳定性好的一种。(因为在氧化气氛下,表面生成了一种SiO2保护膜,耐腐蚀性好。)质密度高达97%以上。
4、气相渗透SiC(又叫硅化石墨)
以石墨为基体,按终产品形状加工好后,导入Si源,采用化学气相沉积法在1800~2200℃的高温下反应生成。,渗透层厚度可达1.5mm,成SiC表层,表层还有10%的石墨,具有气体不渗透性,C、Si之间无明显的边界层。这种SiC既具有碳石墨优点,又具有SiC特性,是一种很有前途的碳基复合材料。气相渗透SiC与常压烧结SiC组对,可用于高速场合,即使处于半干摩擦工况条件下也不易产生卡滞与擦伤。
波纹管式机械密封有何特点
补偿机构为波纹管,其中一个密封环(动环或静环)和波纹管制成一个整体,中间没有密封圈,因此减少了一个泄漏点;同时减少了补偿机构的摩擦阻力,改善了追随性;对于焊接金属波纹管密封使用温度不受密封圈的限制;对于四氟波纹管密封可用于腐蚀性介质中。波纹管式机械密封的缺点是有的波纹管弹力较小,需加弹簧。
波纹管式机械密封有哪几种
波纹管式机械密封的应用范围很广,从低温到高温,从中性介质到腐蚀性介质,从低速到高速,从普通到苛刻的工作条件都可选用。
所有这些可通过变更波纹管的几何形状(如内外径、波片厚度和波数等)与材料弹性模量,改变波纹管的弹率。
根据介质的腐蚀性能,选用不同的波纹管材料等。
例如对工作压力和温度都不高的中性介质(油和水等),可选用橡胶制造的简易波纹管机械密封;在腐蚀性介质中(酸或碱等),可选用四氟制造的波纹管机械密封;高温和高速下,可采用焊接金属波纹管机械密封等。
三、金属波纹管机械密封常见故障
1)高温下波纹管失弹,高压下(如上述热水泵)波纹管破裂。
2)在波片之间的波谷处易出现结焦和积碳现象,使波纹管失去弹性而不能补偿,因此不能用于结焦、积碳和有结晶析出的泵中。
3)对外装式机械密封,密封腔中的压力**过0.2mpa时,能将密封面推开。这是因为波纹管的弹力较小,无法抵住较高的介质压力。因此,压力较高时不能用外装式波纹管机械密封。
4)因波纹管机械密封属平衡型结构,在使用时一定要核算有效直径和载荷系数。否则在压力较高的丙烷和丙烯泵中工作不稳定,易出现喷漏现象。
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