機械密封性能實驗

一、實驗?zāi)康?br>1、了解機械密封的基本結(jié)構(gòu)；
2、掌握機械密封的工作原理；
3、利用機械密封實驗裝置，掌握機械密封的安裝、調(diào)試、試運轉(zhuǎn)和拆卸的方法；
4、掌握測量軸轉(zhuǎn)速的方法；
5、測量液體的泄漏量。

二、實驗原理
1、機械密封原理
機械密封是由至少一對垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的端面在液體壓力和補償機構(gòu)彈力（或磁力）的作用以及輔助密封的配合下保持貼合并相對滑動而構(gòu)成的防止流體泄漏的裝置（如圖1）。隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，密封流體壓力增加和轉(zhuǎn)軸線速度的提高，使得軟填料密封越來越不能滿足要求；而由于機械密封能靠選材或改變結(jié)構(gòu)很容易地達到要求，現(xiàn)廣泛應(yīng)用于化工、石油化工、造紙、制藥、食品等過程工業(yè)的機械裝置（如泵、壓縮機、反應(yīng)釜等）上。

1-緊固螺釘，2-彈簧座， 3-彈簧， 4-動環(huán)輔助密封圈，5-動環(huán)， 6-靜環(huán)，7-靜環(huán)輔助密封圈， 8-防轉(zhuǎn)銷
圖1 機械密封的基本結(jié)構(gòu)
密封性能最重要的參數(shù)可能是密封液體的泄漏。泄漏Q主要受密封間隙h的影響，正比于h的三次方。這樣密封間隙h一點小小的變化都會導致泄漏量Q很大的變化。為此，維持密封端面間設(shè)定間隙的能力既是目前密封設(shè)計的關(guān)鍵因素，也是未來密封設(shè)計的關(guān)鍵因素。因為密封系統(tǒng)中柔性支撐的存在，使得機械密封中的端面間隙依賴于系統(tǒng)的動力學。這包括柔性安裝元件的運動學、系統(tǒng)壓力和動量以及密封元件的各種動力特性。作用于柔性支撐元件的壓力和動量來源于幾種可能，包括系統(tǒng)密封壓力、密封端面間的潤滑液膜壓力、柔性支撐以及在接觸密封狀態(tài)下的機械接觸等。影響密封動力學的各種緣由及方式都應(yīng)該在未來的密封發(fā)展中得以考慮。
本實驗臺采用簡支梁結(jié)構(gòu)，軸承對稱安裝在轉(zhuǎn)軸的兩側(cè)，電機一側(cè)軸的旋轉(zhuǎn)用兩個滾珠軸承組成的軸承箱做支撐，軸承座固定在焊接的剛性架上，另一側(cè)使用滾動軸承做支撐，以保證各零件的同軸度和平衡軸向的推力。軸承箱上開設(shè)注油孔，使軸承箱內(nèi)軸承得到充分潤滑。實驗系統(tǒng)中的泵將儲水腔中的介質(zhì)升壓后，經(jīng)過泵體、管路和閥門進入穩(wěn)壓水腔，設(shè)計穩(wěn)壓水腔的目的是為了使介質(zhì)在進入密封腔體時將壓力穩(wěn)定下來，然后才進入密封實驗腔體，通過進出口兩側(cè)的截止閥門調(diào)節(jié)密封實驗腔體的介質(zhì)壓力。介質(zhì)的在各腔體的進出口壓力可以通過壓力表讀出。設(shè)置溫度控制儀表。穩(wěn)壓水腔上安裝安全閥，保證實驗系統(tǒng)的安全操作。本實驗的試驗臺(如圖2)所示

1-三相電機，2-電磁調(diào)速器，3-聯(lián)軸器，
4-泵座，5-密封腔，6-機械密封系統(tǒng)，7-壓蓋
圖2? 密封實驗臺

2、光電轉(zhuǎn)速表原理
本實驗采用DT2234A型數(shù)字光電式轉(zhuǎn)速傳感器來完成對轉(zhuǎn)速的測量，軸的轉(zhuǎn)速為低轉(zhuǎn)速（軸的轉(zhuǎn)速要在v≤1800r/min范圍內(nèi)）。在軸上粘上反光片（錫箔紙），從DT2234A光電式轉(zhuǎn)速表發(fā)出紅外線，入射到反光片在反射回DT2234A光電式轉(zhuǎn)速表。利用反射的次數(shù)來測量轉(zhuǎn)速。它可以進行非接觸測量，使用方便，不對被測系統(tǒng)造成附加載荷。

三、實驗設(shè)備及材料工具

密封試驗臺，機械密封部件、各種螺絲刀、DT2234A光電轉(zhuǎn)速表、錫箔紙、YB150型指針式精密壓力表、量杯等

四、實驗步驟
1、觀察機械密封的基本結(jié)構(gòu)，對機械密封進行拆卸，弄清裝配關(guān)系；
2、將機械密封重新組裝起來，并掌握工作原理；
3、利用試驗臺，安裝機械密封，安裝過程中要注意安裝要求；
4、開啟試驗臺，觀察機械密封的運轉(zhuǎn)情況；
5、在運轉(zhuǎn)過程對電機的轉(zhuǎn)速進行測量；
6、觀察機械密封在多大壓力下開始泄漏，并計下泄漏量；
7、斷電，將機械密封從試驗臺下拆卸下來。

五、實驗結(jié)果分析、討論
1、?軸的轉(zhuǎn)速測量
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