機械密封外流式密封結構往往用于密封腔小，規格較小的泵上使用。而對其端面性能的研究，由于密 封動靜環受力方向的不同，在使用壓力較高的崗位基本上沒有成熟的經驗可以借鑒。本文是通過攻關對實驗過程中大氣側機封失效的一些現象的分 析，并借鑒有限元對其受力進行進一步的分析確認，最終找到了外流式機封受力變形和控制這些變形避免機封失效的方法。并最終得到了具有指導意義的結論，

下面對這一結論進行實驗過程闡述

為了增加實驗的難度，我們決定在上面的密封腔內設計外流式機封動靜環的尺寸。以期在這種苛刻的條件下，得出更有價值的理論依據?由于密封腔尺寸的限制，機封動靜環的沒計非常困難：尤其是大氣側的動靜環，由于要承受2MPa的壓力，所以沒汁參數的選擇是否準確，直接關系到此次攻關實驗的成敗。在沒汁過程中，我們結合以前的經驗，在有限的空間內盡可能地增加了石墨動環的軸向和徑向尺寸，以期望動環的整體強度增加，以克服高壓對密封端面造成的變形。對于靜環的設計，我們參考了國外的一些經驗，增加了靜環的強度，并將其設計成整體硬環，以減小其變形的可能性。

我們按照此結構進行了靜壓和運轉實驗，在靜壓打到l()公斤時，大氣側機封出現了少量泄漏，而當壓力升到20公斤時密封出現大量泄漏。在這種情況下，我們將機封的壓力凋整到9公斤狀態下進行了運轉，無泄漏，機封的運轉狀態良好，端面摩擦痕跡均勻，密封腔的溫升較低，說明密封的摩擦熱也比較合理。這些結論證明了，除耐壓能力還不能達到設計要求外，其他的設計參數還是比較合理的。于是我們將改造的工作重點都集中在提高機封的耐壓性能上來。對拆下的密封進行了端面的推研，結果發現，石墨動環發生可見的變形，而sIc靜環無可見變形。這說明，我們的這版結構雖然在設計時已經對動靜環的尺寸進行了優化，但是，對于石墨動環來說其強度仍不足以彌補壓力對端面造成的壓力變形。而且，從機封的運轉痕跡看，密封端面的接觸痕跡是明顯的內圓接觸：這說明石墨動環在受壓后端面處明顯向外翻轉，最終造成機封的失效：為了驗證買驗分析結果并解決這一難題，我們對大氣側機封動環進行了有線元的受力分析。

從受力分析上可以看出，石墨動環內力對它造成的影響非常明顯：而且變形的趨勢和我們根據實物分析得出的結論*一致。這也為我們利用有限元進一步對密封端面進行優化提供了理論依據。

設計改進——如何控制動環石墨環的變形趨勢，使端面在受壓后仍然處于平直的接觸面，成為了我們這次改進能否成功的關鍵。在不改變其它零件的前提下，為了減小石墨環受內力造成的變形，決定對石墨環進行厚壁鑲嵌以增加石墨環的強度。并且我們對改進后的結構首*行了有限元分析，以驗證這種結構是否能改善原有的受力變形情況。對改進前后有限元的分析的結淪進行對比，可以明顯看出，調整后的鑲嵌動環結構較調整前的整體動環在受相同壓力的情況下．端面變形要小得多。這說明，通過動環外徑鑲嵌金屬，可以有效地增強動環的強度，克服壓力對密封端面造成的變形。根據這一結論，我們重新加工了動環，并進行了實驗。在這次實驗中，當靜壓打到22KG時密封無任何泄漏．這說明，密封的改進是有效的。于是我們又在20KG的壓力下進行了運轉實驗，效果也非常理想，達到了預期的效果。