水泵机械密封波纹管的探究

    波纹管有橡胶波纹管及蛇形套、塑料波纹管和金属波纹管。橡胶波纹管及蛇形套用于低载荷机械密封作为辅助密封；塑料波纹管用于强腐蚀介质机械密封作为辅助密封；金属波纹管用于高温高压和低温介质机械密封，既可作为辅助密封，又可作为弹性元件。

    波纹管密封的特点就是摩擦副挠性安装环的所有相对位移可以由弹性波纹管来补偿，这就允许安装摩擦副密封环有较大的偏差。采用波纹管密封时，挠性安装环当密封泄漏在辅助密封前面形成硬固体沉积时也不会丧失轴向运动可能性。

1、橡胶波纹管

    采用橡胶波纹管时可以扩大含固体颗粒体积比大于1%的机械端面密封使用范围。考虑到橡胶的老化，采用过盈配合(通常对于零件直径为20～150mm时，过盈值为2.6mm)、弹簧压紧波纹管和对波纹管有过盈的外夹箍来保证波纹管与连接件的密封性。为了使波纹管(蛇形套)不受介质压力作用，在计算机械密封波纹管对摩擦副的摩擦力时，必须考虑波纹管与安放零件的相互作用力。

2、氟塑料波纹管

    四氟乙烯塑料波纹管与连接件采用螺纹连接、锥面连接或利用夹箍连接。采用螺纹连接时，摩擦副的摩擦力作用方向应使螺纹连接被上紧，而不是被松脱。并且在安装前螺纹上可涂一层密封胶。在高温和中压下不采用四氟乙烯塑料做波纹管密封，因为四氟乙烯此时弹性变小、强度变小和产生冷流。随着介质温度和波纹管尺寸的增加，允许承受压力下降。受外压作用时直径为30～1OOmm的四氟乙烯波纹管允许压力在温度不超过70℃时为0.3～0.1MPa。

    搅拌器用四氟乙烯波纹管受介质内压作用。波纹管直径从40mm变化到160ram，其允许压力从1．2MPa变化到O．6MPa。温度从20℃升高到150％时，允许压力下降到1／3。

    采用骨架加强可以提高四氟乙烯波纹管的强度。四氟乙烯波纹管，可用橡胶加强件插人波节中并用金属加强环套在波纹管外径上，做成骨架加强波纹管。金属加强环限制波纹管径向变形，橡胶加强件用作波纹管波节侧壁的弹性支承，以防内压升高时产生过大挠度。加强后波纹管的刚度可以提高约1.55倍。

3、金属波纹管

    金属波纹管应具有较大的弹性、强度和刚度。金属波纹管可用于压力达7MPa及温度从240℃-650℃的场合下工作。波纹管薄膜厚度不大(<0．4mm)，决定了要求波纹管材料具有很高的耐腐蚀性，并用于中性介质。

    常用的金属波纹管有压制的和焊接的两类。压制波纹管采用薄壁管拉长和成型的办法在压力机上或用液压压模制成；焊接波纹管用薄膜片内、外圆焊接制成。

    焊接波纹管与压制波纹管相比，具有下列优点：

    ①由于波节径向刚度大和制造材料品种多，焊接波纹管使用压力和温度的范围较广；

    ②焊接波纹管可以用作具有精确工作特性的弹簧使用；

    ③扭曲刚度较大；

    ④疲劳持久限较长；

    ⑤尺寸紧凑。

    焊接波纹管的缺点：

    ①焊接波纹管的焊缝易受疲劳破坏；

    ②焊接波纹管受液压作用力时，波纹管产生轴向位移，使它的有效面积发生变化，从而使密封的面积比变化。(推环式)机械密封的面积比82随介质压力P。的变化关系可以看出内装式波纹管机械密封的面积

比B2是随着介质压力P。的升高而变大，而推环式密封的面积比随介质压力的升高而变小。

在设计波纹管密封时应注意下列问题：

    波纹管的有效(平均)直径随密封介质压力升高而减小，因此密封的面积比随着压力升高而增大。为了使波纹管的弹率不致过大而给制造及安装带来困难，压缩量一般不低于4～6mm。

    双层波纹管密封，其弹率为单层波纹管的两倍。