§2．3机械密封的设计计算

　　2．3．1机械密封设计程序

　　机械密封设计的程序如下：

　　①进行周密的调查研究，获得具体的设计条件。具体内容包括：工作主机的类型及需要密封的部位、使用工况等，即介质压力、介质温度及轴的转速、转向；被密封介质的名称、成分及性质，包括密度、黏度、浓度、饱和蒸气压、pH值，是否有腐蚀性，是否含有悬浮颗粒等，是否易结晶或聚合；工作主机的运转状况，是连续运转还是间歇运转以及检修周期等；轴的振动及偏摆情况；泄漏量的允许极限值；密封部位的结构，包括轴（或轴套）的外径尺寸、密封腔结构、密封腔内径及深度，密封端面的装配尺寸和各表面的粗糙度；密封辅助系统，包括密封腔有无冷却水夹套，冷却水的温度，是否具备采取冲洗、冷却措施的条件，有无过滤装置等等。

　　②确定密封的基本结构。主要确定密封是采用单端面还是双端面（多端面），平衡型还是非平衡型，内装式（内置式）还是外装式（外置式），旋转式还是静止式，单弹簧还是多弹簧等。

　　③确定材料。确定密封端面摩擦副、辅助密封圈、弹性元件及其他零件的材料。

　　④密封端面设计。主要确定密封端面宽度及高度，计算载荷系数。

　　⑤补偿环和非补偿环设计。包括形状、尺寸、支撑方法、传动及防转机构、强度设计、刚度设计等。

　　⑥辅助密封设计。进行形状、尺寸、压缩量、密封性、浮动性等的设计。

　　⑦弹性元件设计。确定弹性力大小、弹性元件数量、弹性力的施加方式等。

　　⑧密封辅助系统的设计。确定密封辅助系统的流程、器件及其运行条件。

　　⑨主要工作参数计算。主要计算弹簧比压、载荷系数、端面比压、性能参数等。

　　⑩标准化和工艺审查。对零件、结构、材料、试验等进行标准化审查；对零件的加工工艺进行审查。

　　进行型式试验和拟定具体的试验方案，进行试验，按试验规范进行考核。

　　产品型式试验成功并定型后，编制零件表和使用说明书，并完善、归档设计技术文件。

　　在机械密封的设计计算中，主要内容包括机械密封力学参数、性能参数及机械密封组成元件的设计计算。机械密封力学参数、性能参数的设计计算在第一章已做介绍，本节主要介绍机械密封组成元件的设计计算。

　　2．3．2端面密封副（摩擦副）的设计计算

　　机械密封的端面密封副（摩擦副）主要是由密封环（动环和静环）组成，在某些情况下还有中间浮动环，是机械密封最重要的组成元件。

　　（1）密封环结构

　　动环的结构类型及特点见表2—3。

　　静环的结构类型及特点见表2—4。

　　（2）密封环结构的主要尺寸

　　图2—11表示动、静环的主要尺寸，有密封端面宽度b、端面内直径D1和外直径D2，还有端面凸台高度e和动、静环与轴（或轴套）的配合间隙。

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