機械密封性能實驗

一、實驗目的
1、了解機械密封的基本結構；
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、調試、試運轉和拆卸的方法；
4、掌握測量軸轉速的方法；
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軸線的端面在液體壓力和補償機構彈力（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成的防止流體泄漏的裝置（如圖1）。隨著工業技術的發展，密封流體壓力增加和轉軸線速度的提高，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構很容易地達到要求，現廣泛應用于化工、石油化工、造紙、制藥、食品等過程工業的機械裝置（如泵、壓縮機、反應釜等）上。

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1-緊固螺釘，2-彈簧座， 3-彈簧， 4-動環輔助密封圈，5-動環， 6-靜環，7-靜環輔助密封圈， 8-防轉銷
圖1 機械密封的基本結構
密封性能最重要的參數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，維持密封端面間設定間隙的能力既是目前密封設計的關鍵因素，也是未來密封設計的關鍵因素。因為密封系統中柔性支撐的存在，使得機械密封中的端面間隙依賴于系統的動力學。這包括柔性安裝元件的運動學、系統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下的機械接觸等。影響密封動力學的各種緣由及方式都應該在未來的密封發展中得以考慮。
本實驗臺采用簡支梁結構，軸承對稱安裝在轉軸的兩側，電機一側軸的旋轉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。軸承箱上開設注油孔，使軸承箱內軸承得到充分潤滑。實驗系統中的泵將儲水腔中的介質升壓后，經過泵體、管路和閥門進入穩壓水腔，設計穩壓水腔的目的是為了使介質在進入密封腔體時將壓力穩定下來，然后才進入密封實驗腔體，通過進出口兩側的截止閥門調節密封實驗腔體的介質壓力。介質的在各腔體的進出口壓力可以通過壓力表讀出。設置溫度控制儀表。穩壓水腔上安裝安全閥，保證實驗系統的安全操作。本實驗的試驗臺(如圖2)所示

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1-三相電機，2-電磁調速器，3-聯軸器，
4-泵座，5-密封腔，6-機械密封系統，7-壓蓋
圖2? 密封實驗臺

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

三、實驗設備及材料工具

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構，對機械密封進行拆卸，弄清裝配關系；
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情況；
5、在運轉過程對電機的轉速進行測量；
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、實驗結果分析、討論
1、?軸的轉速測量

測量次數?300r/min?600r/min?900r/min?1200r/min
1????
2????
3????
平均值????