机械密封结构图解、工作原理、优缺点

机械密封（Mechanical Seal）又称端面密封，是旋转轴用动密封。机械密封性能可靠，泄露量小，使用寿命长，功耗低，毋须经常维修，且能适应于生产过程自动化和高温、低温、高压、真空、高速以及各种强腐蚀性介质、含固体颗粒介质等苛刻工况的密封要求。

一、机械密封的定义及结构

机械密封是靠一对或数对垂直于轴作相对滑动的端面在流体压力和补偿机构的弹力（或磁力）作用下保持贴合并配以辅助密封而达到阻漏的轴封装置。

如图：常见机械密封的结构

二、机械密封的工作原理

机械密封的工作原理如图：

它是靠弹性构件（如弹簧或波纹管，或波纹管及弹簧组合构件）和密封介质的压力在旋转的动环和静环的接触表面（端面）上产生适当的压紧力，使这两个端面紧密贴合，端面间维持一层极薄的液体膜而达到密封的目的。这层液体膜具有流体动压力与静压力，起着润滑和平衡压力的作用。

当旋转轴9旋转时，通过紧定螺钉10和弹簧2带动动环3旋转。防转销6固定在静止的压盖4上，防止静环7转动。当密封端面磨损时，动环3连同动环密封圈8在弹簧2推动下，沿轴向产生微小移动，达到一定的补偿能力，所以称补偿环。静环不具有补偿能力，所以称非补偿环。通过不同的结构设计，补偿环可由动环承担，也可由静环承担。由补偿环、弹性元件和副密封等构成的组件称补偿环组件。

机械密封一般有四个密封部位（通道），如图1-2中所示A、B、C、D。A通道是旋转环与静止环的端面彼此贴合作相对滑动的动密封，它是机械密封装置中的主密封，也是决定机械密封性能和寿命的关键。因此，对密封端面的加工要求很高，同时为了使密封端面间保持必要的润滑液膜，必须严格控制端面上的单位面积压力，压力过大，不易形成稳定的润滑液膜，会加速端面的磨损；压力过小，泄漏量增加。所以，要获得良好的密封性能又有足够寿命，一定要保证端面单位面积压力值在最适当的范围。

B处为静环7与压盖4端面之间的密封；C处为动环3与轴（或轴套）9配合面之间的密封，因能随补偿环轴向移动并起密封作用，所以又称副密封；D处为压盖与泵壳端面之间的密封。B、D、C三处是静止密封，一般不易泄漏。

三、机械密封的特点

机械密封与软填料密封相比具有如下优点：

1、密封可靠

在长期运转中密封状态很稳定，泄露量很小，其泄露约为软填料密封的1%；

2、使用寿命长

在油、水介质中一般可达1～2年或更长，在化工介质中一般能工作半年以上；

3、擦功率消耗小

其摩擦功率仅为软填料密封的10%～50%；

4、轴或轴套基本上不磨损；

5、维修周期长

端面磨损后可自动补偿，一般情况下不需经常性维修；

6、抗振性好

对旋转轴的振动以及轴对密封腔的偏斜不敏感；

7、适用范围广

机械密封能用于高温、低温、高压、真空、不同旋转频率，以及各种腐蚀介质和含磨粒介质的密封。

但是机械密封也具有缺点：

1、结构较复杂，对制造加工要求高；
2、安装与更换比较麻烦，并要求工人有一定的安装技术水平；
3、发生偶然性事故时，处理较困难；
4、一次性投资高。