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    由于使用溫度較高(或過低),材料物理性能(主要是線膨脹系數(shù))的差異使硬質(zhì)合金環(huán)和環(huán)座的配合部位不能同步脹縮,過盈量發(fā)生變化,接觸應(yīng)力也隨著發(fā)生變化,黑河機(jī)械密封,這種變化對(duì)密封環(huán)的使用產(chǎn)生影響。密封端面變形破壞了平面度,更有甚者喪失過盈,使聯(lián)接失效,硬質(zhì)合金環(huán)熱裝式密封環(huán)目前有三種結(jié)構(gòu),是制造廠早期生產(chǎn)的,結(jié)構(gòu)較為簡單。



    但是由于硬質(zhì)合金環(huán)和輔助密封圈接觸,一旦硬質(zhì)合金環(huán)松脫,運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)輔助密封圈被嚴(yán)重磨損,112-25機(jī)械密封,會(huì)出現(xiàn)大量泄漏。輔助密封圈不和硬質(zhì)合金環(huán)接觸,不存在上述缺陷,只是硬質(zhì)合金環(huán)和環(huán)座之間有輕微泄漏。為了減少硬質(zhì)合金環(huán)密封端面的不均勻變形,環(huán)座的熱裝部位內(nèi)外設(shè)置環(huán)形槽(圖23c),使硬質(zhì)合金環(huán)外圓柱面的接觸應(yīng)力趨于均勻,以減少碳化鎢環(huán)的變形,112-20機(jī)械密封,使用效果較好。




    熱裝式密封環(huán)的結(jié)構(gòu)為提高帶O形圈密封環(huán)的使用溫度,出現(xiàn)了熱裝式密封環(huán)。它是靠硬質(zhì)合金環(huán)和環(huán)座之間的過盈配合來傳遞扭矩并實(shí)現(xiàn)密封,是目前應(yīng)用的一種密封環(huán)。



    這種密封環(huán)組合時(shí)將環(huán)座加熱,環(huán)座孔受熱脹大,放入硬質(zhì)合金環(huán),冷卻之后兩者在過盈下完成組合,再在常溫下研磨和拋光密封端面到要求的精度。這種環(huán)的缺點(diǎn)是,隨著時(shí)間的推移,環(huán)境和使用溫度的變化,密封端面的平面度將發(fā)生變化而不符合要求。究其原因是熱裝結(jié)構(gòu)本身存在過盈,112-18機(jī)械密封,且接觸應(yīng)力不均勻,使之產(chǎn)生機(jī)械變形;




    熱裝式密封環(huán)進(jìn)行強(qiáng)度校核的方法從傳遞扭矩和密封性的角度可以得出環(huán)與環(huán)座的過盈值,對(duì)此還要進(jìn)行強(qiáng)度校核。對(duì)于環(huán)來講,大都是脆性材料(例如硬質(zhì)合金和石墨等),承受的是擠壓應(yīng)力,在該應(yīng)力作用下,不能斷裂和產(chǎn)生較大的變形。



    環(huán)中產(chǎn)生的擠壓應(yīng)力為σ1=2 *Pm * K12 / (K12-1)式中Pm——過盈界面上產(chǎn)生的接觸應(yīng)力P=e

    / Cdm_式中K1——系數(shù)。K1=dm/d1式中C——系數(shù)dm——界面直徑。強(qiáng)度校核應(yīng)滿足 σ1 < [σ][σ]= σs / nsσs——材料的屈服極限ns——安全系數(shù)對(duì)一般的強(qiáng)度校核,安全系數(shù)n。=1.8~2。環(huán)是脆件材料,考慮到密封端面上存在溫度差和不允許有較大變形的具體條件,安全系數(shù)取4。也可校對(duì)其變形量。



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