機械密封開題報告

　　篇一：機械密封本科畢業(yè)設(shè)計開題報告

　　1、設(shè)計目的

　　反應釜是石油化工等行業(yè)的重要設(shè)備，是整個化工工藝流程的主要生產(chǎn)裝置之一。其旋轉(zhuǎn)軸機械密封裝置是反應釜乃至整個工藝流程可能發(fā)生故障最頻繁的部位之一，一旦密封發(fā)生故障需要檢修時，整體式機械密封裝置拆卸麻煩、維修周期長，因此人們一直致力于研究開發(fā)剖分式機械密封，以求在不拆卸軸上零部件的情況下完成機械密封件的更換。而現(xiàn)有剖分式密封相對整體式密封在結(jié)構(gòu)上保證密封的可靠性存在一些問題，從而難以滿足工作環(huán)境對密封性能的要求，對在高壓、高溫、腐蝕工況下工作的大型反應釜更是如此。為此，本文針對某大型反應釜用密封進行了剖分式密封結(jié)構(gòu)設(shè)計

　　2、國內(nèi)外現(xiàn)狀

　　反應釜的旋轉(zhuǎn)軸密封裝置是反應釜乃至整個工藝流程發(fā)生故障最頻繁的關(guān)鍵部位之一，一旦整體式密封發(fā)生故障需要檢修時，整體式機械密封裝置拆卸十分麻煩，維修周期長，因此密封界一直致力于研究開發(fā)剖分式機械密封件，以求在不拆卸軸承、減速機、電機等部件的情況下完成機械密封件的更換。剖分式機械密封即將密封裝置主要的密封件，包括密封端蓋、密封副、傳動套、橡膠圈等，都設(shè)計成剖分式的結(jié)構(gòu)，密封件剖分面通過螺釘鏈接或插接式連接。這種結(jié)構(gòu)形式的密封裝置無須拆卸反應釜的其他裝置即可直接進行安裝、拆卸等工作，大大的降低了設(shè)備的安裝、維修成本。 下面簡單介紹國內(nèi)外研究狀況：

　　2.1國外現(xiàn)狀：

　　1、1991年日本Nagai Yataro等發(fā)明了“帶有剖分環(huán)的機械密封”, 其密封環(huán)被一個帶預制溝槽的支撐環(huán)覆蓋住, 用“O”環(huán)鑲嵌在預制的槽中。

　　2、1997年Bessette等發(fā)明的“完全剖分集裝式機械密封”, 由兩個部分組成, 每部分依據(jù)集裝式設(shè)計標準設(shè)計。裝配采用定位螺絲把密封裝配固定在轉(zhuǎn)軸上, 用套筒和槽來固定靜組件于密封腔上。結(jié)構(gòu)非常簡單、操作方便、安裝時無需測量或推測工作。

　　3、盡管如此, 剖分式機械密封并未獲得真正的應用。直到2003年才由德國Burgmann公司生產(chǎn)出產(chǎn)品并應用于水處理、制漿和發(fā)電等工業(yè)裝置中。

　　2.2國內(nèi)現(xiàn)狀：

　　1、馬衛(wèi)東開展剖分式機械密封研究較早, 2000 年發(fā)明了一種用于大型反應釜和大型泵的分體式機械密封, 其動環(huán)通過推環(huán)、傳動環(huán)固定成一體, 動環(huán)、推環(huán)、傳動環(huán)均由對稱兩部分組成、且分別由具有斜面的兩個半夾緊環(huán)固定; 靜環(huán)、靜環(huán)座、壓緊螺母固定為一體, 靜環(huán)、靜環(huán)座上的具有斜面的兩個半夾緊環(huán)夾緊。

　　2、2003年合肥通用機械研究所對剖分式機械密封進行試驗和工程應用研究后, 參照德國博格曼公司研究和生產(chǎn)部分剖分式機械密封產(chǎn)品。共設(shè)計制造了20多套單端面、小彈簧結(jié)構(gòu)剖分式機械密供石化行業(yè)使用(圖2)，但是試驗證明，該完全剖分式機械密封裝置在釜內(nèi)壓力為0.05MPa、常溫的工況下運轉(zhuǎn)良好，在將釜內(nèi)壓力升高至0.1MPa時，有大量氣泡逸出，但是將釜內(nèi)壓力升高至0.15MPa時，有大量的`氣泡逸出。故該剖分式機械密封適合于工作參數(shù)低的工況下使用，不適用于壓力大于的0.1MPa反應釜軸封。

　　3、2008年楊啟明開展了反應釜用剖分式機械密封設(shè)計研究, 利用有限元法分析了輔助密封圈的應力應變狀況, 提出了分型面連接結(jié)構(gòu)本計

　　3、方案擬定

　　一般地，機械密封主要由以下三大部分組成：a．由靜止環(huán)(靜環(huán))及旋轉(zhuǎn)環(huán)(動環(huán))組成的端面，二者通常為研磨面，被稱為摩擦副；b．輔助密封圈，也是機械密封裝置中較為關(guān)鍵的密封件；C．使旋轉(zhuǎn)環(huán)同軸一起作旋轉(zhuǎn)運動的傳動機構(gòu)。

　　方案一：具有扣形結(jié)構(gòu)的剖分式機械密封圈

　　扣式密封圈：接口處采用扣式結(jié)構(gòu)。如圖3所示，密封圈接口的兩端相問地分布有扣和相同形狀的密封腔，接口兩端分布相反。另外，密封腔底部設(shè)有一層粘膠，以保證扣形結(jié)構(gòu)和密封腔的緊密接合，并能有效防止扣形結(jié)構(gòu)脫離密封腔，保證了密封圈工作的可靠性。圖4分別為扣式密封圈接口示意圖。

　　優(yōu)點：保證了密封的緊密性與可靠性。采用一端剖分式，結(jié)構(gòu)簡單，安裝、維修與更換方便。無須拆卸反應釜軸上的其他裝置即可直接進行安裝、維修等工作，減少維修時間，節(jié)約維修成本，有效地解決了某些釜用密封件不易拆卸的困難。

　　缺點;制作工藝稍復雜

　　方案二：嵌入方式

　　嵌入的那頭（圖中1）有一個小方塊，小方塊下邊有一條彈簧，可以上下伸入伸出，安裝時嵌入2的上方和方塊吻合的小開口，并且伸出后剛好縮回金屬外圈內(nèi)，

　　優(yōu)點：直接進行安裝、維修等工作，減少維修時間。

　　缺點：制造較復雜，且在實際工作中，圖中的設(shè)計使得強度降低，在使用過程中

　　極易出現(xiàn)問題。

　　方案三：搭接式彈性密封

　　密封機理:該環(huán)依靠自身彈力的作用, 上搭接頭有突出部分與相對應的搭接頭的凹槽相契合，使其外圓與安裝孔內(nèi)表面緊密貼合而達到預緊式密封。