机械密封摩擦热分析与解决

【摘 要】目前应用于各种泵的机械密封损坏十分频繁，尤其在输送温度高和含固体颗粒较多的介质时损坏更为严重。因此对各种泵用机械密封应当采取相应的、冲洗冷却措施。为此首先要了解机械密封的摩擦功率及其产生的摩擦热，以便确定冲洗冷却介质及其流量。

【关键词】机械密封；摩擦热；密封冷却

机械密封在泵类产品中起着非常重要的作用，尤其是输送有毒、有害介质。泵所输送的介质多种多样，要保证泵的可靠运行，其中比较重要的就是机械密封要可靠、稳定地工作。机械密封在泵类产品的应用中，除本身设计合理、摩擦副材料选用适当、安装良好外，选用合适的辅助系统也是至关重要的。常用的辅助系统包括：、冲洗冷却和过滤等密封保护措施。实际应用中，有时几种方式同时应用，有时单独应用，其中，冲洗冷却是最常用最普遍的密封保护措施。

泵用机械密封摩擦副的摩擦根据摩擦副间的液膜分为湿状态，半湿状态，干摩擦状态。机械密封正常工作时，动环和静环所形成的摩擦副处于半湿润状态。而处于湿状态时，泵的泄漏量会增大，不满足要求；处于干摩擦状态时，就会由于摩擦热而烧毁密封。泵在实际应用中，经常遇到温度高和含固体颗粒较大、较多的介质，在这种情况下，机械密封动环和静环所构成的摩擦副所处的环境温度比较高，或是产生的摩擦热比较多，此时就要降低摩擦副的温度，否则摩擦副间的液膜就会汽化而使摩擦副形成干摩擦而烧毁机械密封。因而就必须采取相应的、冲洗冷却措施。这就需要我们了解机械密封的摩擦功率及产生的摩擦热，以便确定冲洗冷却的介质及流量。

泵用机械密封又称端面密封，是一种限制工作流体沿转动的轴泄漏的装置。通常由动环、静环、弹性元件、旋转传动件和辅助密封圈等元件组成。工作时，利用动环和静环相对转动的两个贴合表面以及辅助密封来实现其密封功能。它可以有效的解决四个泄漏渠道：

1、动环与静环端面之间。

2、静环与密封压盖之间。

3、动环与旋转轴之间。

4、密封压盖与壳体之间。

其中后三项一般主要是静密封，依靠辅助密封比较容易实现。而第一项是动密封，依赖动环和静环的摩擦面，机械密封能否正常工作关键取决于两端面间能否建立稳定、可靠的液膜以及能否及时将动、静环间的摩擦热导出。实际情况若不具备上述条件，应采取必要的辅助措施，使密封的工作条件得到改善。

机械密封工作的最显著的特点就是动环和静环之间的接触和相对运动。因此它属于接触型动密封的一种。动环和静环这一对摩擦副，其端面相互接触，在回转时产生相对运动，必然会产生摩擦，会消耗摩擦功率，除此以外，机械密封在回转过程中与密封介质接触部分也会因搅拌介质而消耗一部分摩擦功率，只是这部分功率与端面摩擦功率相比较小，一般都予以忽略不计。摩擦功率是衡量机械密封水平的重要标志之一，在计算摩擦功率之前，首先要对摩擦副端面的摩擦力矩进行分析。

若摩擦副端面为一理想平面，动环给与静环的推动力P与端面比压有如下关系：