密封端面的机械变形是怎样引起的？

 密封端面的机械变形是怎样引起的？     密封环和许多零件一样，受载荷就产生一定的变形。有人对其进行了研究和定量的计算，由于计算较复杂，并且又做了一些假设，计算结果只能是近似的，因此，不做介绍。但是，定性地了解变形的方向及趋势是非常必要的。首先分析104型密封的静环受力情况。以Φ55的密封为例，这是一个内装内流非平衡型密封的静环（图86）。密封环的外圆柱表面受有介质压力P1，该力促使密封环向内径方向变形，简化后在图87上用R表示；在密封端面外径d2和外径d4之间的平面受介质压力P1的作用，简化在图87上用F1表示；密封端面受有两个力，一是由介质压力和弹簧比压组成的端面比压用Fb1表示，另一个力是液膜压力用Fm表示。Fb1均匀地作用于密封端面上，其作用点位于密封端面的中心，而Fm的作用点半径大于Fb1的位置。轴向力F1、Fb1和Fm通过静环加在静环的辅助密封圈上，静环的反力用W表示（图87）。这样以来静环在这些力的共同作用下，由于作用点的差距产生了一个顺时针方向的力矩M，促使静环端面产生一个变形。变形的结果是密封端面的外缘处高（图88）。对轴Φ55的104型密封动环受力简化后见图89.由定性地分析可知动环端面也有一个顺时针方向的反力矩。Fj作用点d=62.5mm，Fb1作用点d=60mm。由于作用点差距较小，其力矩也不大。     其变形的大小与材料的弹性模量成反比。钢铁的弹性模量比石墨大一个数量级，在同样条件下，石墨环的变形量要比钢铁大一个数量级。如果用碳化钨制造密封环，由于其弹性模量比钢铁大几倍，变形量也就小几倍。变形量还与密封结构有关，如果静环密封圈放在静环的外圆表面处（图90），变形量要大大减小。变形量还与密封流体的压力成正比，低压下变形量很小可以忽略，只有在压力大于1.5～2.0MPa时才考虑密封环的机械变形。     现举一计算实例来说明力变形的问题。在一平衡型密封中，密封流体压力为5MPa，弹簧力忽略不计。动环用司太利硬质合金制造，静环用石墨制造。经计算动环变形量为0.5μm，静环变形量为15.9μm，两密封端面变形方向，均是外径处高，即属于喇叭口状的缝隙，叠加后总变形量为16.4μm。

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