机械密封设计中的计算.xlsVIP

过盈量计算

平衡系数

端面泄漏量的计算

摩擦功率计算

波纹管计算

弹簧计算

PV值计算选用

端面尺寸确定

端面比压的计算

封面

弹簧力

轴径d

非平衡型

石墨

b

h

硬质合金

青铜

平衡型

填充聚四氟乙烯

不同材料窄环的端面宽度b和高度h（mm）

轴直径d0

密封窄环宽b

平衡系数β

密封环内径D1

密封环外径D2

β=0非平衡型

0＜β＜1部分平衡型常用β=0.15~0.45

β=1全平衡型

平衡系数选用

常用选用值为：β=15，20，25，30，40

β=1-K

β=(d2-d12)/(d22-d12)

烃类产品平衡型机械密封最合适的载荷系数K与γ关系

内装式

外装式

密封环如果为软对硬,硬环内径等于软环内径-1

密封环如果为软对硬,硬环外径等于软环外径+1

弹簧丝径

弹簧螺旋角

名称

代号

单位

公式

Dm

C

K

τg

[Fs]

δ

t

Y

H

L1

G

mm

N/mm

N

°

K=(4C-1/4C-4)+0.615/C

Fs=A×Ps

α

Fs

d0

弹簧中径

剪切弹性模量

弹簧并圈数

弹簧有效圈数

n

弹簧自由高度

弹簧总圈数

弹簧指数

曲度系数

弹簧扭转应力

弹簧极限变形量

弹簧间隙

弹簧节距

t={H-(n2-0.5)×d0}/n

弹簧刚度

弹簧工作负荷下高度

H2=H-f2

弹簧展开长度

τg=8KDmFs/πd03≤[τ]

C=Dm/d0

n1=n+n2

H=nt+（n2-0.5）d0

f2=8nFsDm3/Gd04

Y=Gd04/8nDm3

α=arctg(t/πDm)

N/mm2

n2

n1

f1

f2

f3

H2

[Fs]=πd03[τ]/8KDm≥1.25Fs

弹簧许用极限负荷

弹簧单圈许用极限变形量

f1=8Dm3[Fs]/Gd04

f3=8nDm3[Fs]/Gd04

δ=t-d0

L1=πDm×n1/cosα

材料极限扭转应力

[τ]

N/mm

弹簧工作负荷下变形量

材料

性能

性能参数

弹簧用不锈钢丝

硅青铜线

锡青铜线

切变模量G(N/mm2)

许用应力τ(N/mm2)

推荐温度范围℃

推荐硬度范围HB

0.45δb

0.4δb

-200～300

-40～120

-250～120

90～100

耐腐蚀、耐高低温

有较高的耐腐蚀和防磁性能

有较高的耐磨损、腐蚀和防磁性能

以上G为常温下切变模量

工作温度下切变模量Gt=Kt*G

工作温度

≤60

温度修正系数Kt

δb材料抗拉强度N/mm2

名称

代号

单位

外装式

内装式

双端面

代号

单位

f

Pc

Mpa

r/min

端面大径

端面小径

摩擦系数

端面比压

转数

d1

d2

名称

数值

数值

——东南大学出版社

徐祥发沈兆乾编

公式及数据引自《机械密封手册》

1、端面比压的计算

2、端面尺寸的确定

3、PV值计算选用

4、弹簧计算

5、波纹管计算

6、摩擦功率计算

7、端面泄漏量的计算

转数

密封环外径

密封环内径

平均滑动速度

n

V

D1

D2

单位

mm

m/s

介质压力

Pc

P1

Mpa

为安全起见应保证PcV＜(0.20～0.25)[PV]

[PV]见下表

上两表给出线度磨损率μ≤0.4μm/h的非平衡型密封的几种摩擦副材料组合的允许[PV]值

端面比压力

Fc

N

介质压力形成的力

液膜反力

F1

F2

弹簧力

介质压力

液膜反力压力

反压系数

FS

P1

P2

λ

N

Mpa

内径

轴径

外径

mm

双端面机构受力图

阻封液压力

Pc

阻封液形成力

端面平均直径

端面宽度

端面平均线速度

摩擦功率

dm

b

V

N

mm

m/s

kW

工作PcV值

PcV

使用P1V值

P1V

Mpa·m/s

螺旋角较大时变形量

f2

8nFsDm3(cosα+2Gsin2α/Ecosα)Gd04

材料弹性模量

E

N/mm2

名称

单位

密封端面外径

密封端面内径

轴径

d

mm

载荷系数

平衡系数

有效作用面积

密封端面尺寸

β

K

A

平衡面积

d1

d2

mm2

Ab

Ae

数值

8、平衡系数计算

d0

弹簧力总和

弹簧数量

单个弹簧力

FS

F

mm

Mpa

P1

P2

λ

D1

d0

Pc

个

弹簧比压

Ps

P2=P1×λ

m

Fc=Pc×(D22-D12)×π/4

Fc=P1×(D22-d02)×π/4

Fc=P2×(D22-d02)×π/4

FS=F2+FC-F1

F=FS/m

液膜反力压力

9、密封环过盈量计算

数据

配合部分直径

常温

使用温度

环线涨系数

座线涨系数

Pc＞0.6MPa必须加背冷当介质为高压时必须满足Pc＞0.5MPa

108.00

95.00

98.40

.25