机械轴封

自从二十世纪五十年代中期，机械轴封取代了填料箱这种传统密封方法，并得到普及。与填料相比，机械轴封有如下优点：

• 可使得轴的位移和振动幅度更小

• 机械轴封无需任何调节

• 密封面只引起少量摩擦，因而将使动力损失降至为很低

• 轴不会沿任何密封元件滑动，因此不会由于磨损造成损坏，进而减少了维护费用

机械轴封是泵的一部分，它将液体与空气隔开。
如下图所示，这是两个安装在不同类型泵上的机械轴封实例。

多数机械轴封的制造都是依照欧洲标准EN 12756

在选择轴封之前，通常需要了解以下这些液体情况，并进而得知密封对液体的耐受性：

• 确定液体的类型

• 确定轴封所承受的压力

• 确定轴封所承受的速度

• 确定内置尺寸

下面让我们来看看机械轴封的工作原理，类型以及影响机械轴封性能的各种因素。
机械轴封的原件和功能
机械轴封由两个主要部件组成：一个旋转部件和一个固定部件
下图列出了构成机械轴封的零部件，以及不同零部件在机械轴封内的位置

• 机械轴封的固定部件被固定在泵壳上，旋转部件则被固定在泵轴上，当水泵运行时，旋转部件将随着轴的转动二转动。

• 弹簧和液体压力将两个主密封相互挤压。当水泵运行时，两个密封面之间的狭窄间隙内会形成一个液膜。在该膜进入空气之前它会自行蒸发，从而实现对输送液体的密封

• 副密封防止在密封部件与轴之间发生泄漏

• 弹簧使密封面被机械地挤压在一起

• 弹簧承座将力矩从轴传递至密封。至于机械波纹管轴封，力矩被直接通过波纹传递。

平衡型轴封和非平衡型轴封
为了获得一个可以接受的主密封面之间的表面压力，有两种密封类型可供选择：平衡型轴封和非平衡型轴封
平衡型轴封
如图所示，下图显示了一个平衡型轴封，以及密封上相互作用力的位置。

非平衡型轴封
如图所示，下图显示了一个非平衡型轴封，以及密封上相互作用力的位置。

有几种不同的力对密封面造成轴向挤压。弹簧压力来自泵送液体的液体压力将密封压紧，而来自密封间隙中润滑膜的力起对冲作用
对于较高压力的泵，液体压力可能会变得比较强大，以至密封间隙内的润滑膜不能对冲此压力而制止密封之间的相互接触。由于液体
压力的大小与液压作用面积成正比，因此只有通过减少承压面积来降低轴向挤压力。
机械轴封的平衡比率 K 被定义为面积 A （液体作用面积）与面积 B （密封面的接触面积）之间的比值：K=A/B
对于平衡型轴封，其平衡比率通常约为0.8；
对于非平衡轴封，其平衡比率通常约为1.2.
下图为在传输介质为水的情况下，不同平衡比率下的磨损速率：