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　　投入使用后的性能、效果是由物理參數(shù)反映。對于機械密封性能的判定，取決于以下幾個影響因素：

　　一、密封分類及其槽型

　　根據(jù)槽型位置開在外環(huán)或內(nèi)環(huán)可分為非接觸式機械密封(槽開在外環(huán))和上游泵送式機械密封(槽開在內(nèi)環(huán),產(chǎn)生泵送效應(yīng))，開槽面的不同分為端面和柱面密封(柱面密封還需考慮偏心率)。不同槽型(螺旋槽、人字槽、T 型槽、仿樹形槽等)會產(chǎn)生不同的流場壓力分布，以及不同的開啟力、泄漏量、液膜剛度、泵送率(上游泵送考慮因素)。通過實驗和實際應(yīng)用得出，目前螺旋槽密封，螺旋槽機械密封模型如圖 1 所示。目前槽型研究的重點為新型槽型的研發(fā)，槽深、槽長、槽壩比的優(yōu)化等。

　　二、壓力(載荷)

　　由實驗與實際案例得知，壓力(載荷)是機械密封的主要影響因素[6]。結(jié)合目前高壓、高轉(zhuǎn)速下的機械密封工況，機械密封件在進行相對運動時，需要考慮在密封件受擠壓變形情況下而使壓力增大的影響因素[7]，壓力來自內(nèi)部與外部，內(nèi)部是指內(nèi)部產(chǎn)生的沖擊壓力，外部是指環(huán)境變化與參數(shù)改變。不同材質(zhì)具有不同的工作壓力范圍，在組裝使用過程中，應(yīng)熟知壓力極限在不同階段的動態(tài)特性和故障機理。

　　三、溫度

　　溫度在很大程度上影響機械密封裝置的密封性能。由密封介質(zhì)的剪切力摩擦導(dǎo)致機械密封靜環(huán)與動環(huán)間隙內(nèi)氣膜溫度升高，溫度過高使密封端面變形，造成運動時密封之間剛度極大的流體膜分布不均勻，從而增加碰磨幾率，機械密封裝置的穩(wěn)態(tài)密封性能直線下降、表面粗糙度上升[8]，解決方式一般有增加散熱結(jié)構(gòu)與降低運載時長等。

　　四、密封介質(zhì)

　　以液體為密封介質(zhì)(水)居多，有些密封液體會與反應(yīng)釜產(chǎn)生腐蝕，或由于液體純度不高混入雜質(zhì)(泥沙、酸堿、膠體等)，雜質(zhì)與密封系統(tǒng)產(chǎn)生刮擦[9]，進入間隙導(dǎo)致密封系統(tǒng)逐漸磨損，影響密封件相互配合。實驗數(shù)據(jù)表明，雜質(zhì)中的固體顆粒越硬、越細，棱角越鋒利，對密封效果產(chǎn)生的影響越大。同時，在(機械)密封件工作的過程中，由于端面之間的相互摩擦以及旋轉(zhuǎn)部件對液體的旋轉(zhuǎn)和攪拌作用，會產(chǎn)生大量熱。如果不及時帶走這些熱量，密封端面的溫度會升高，導(dǎo)致密封逐漸失效。一旦介質(zhì)中的二次產(chǎn)物、膠體和纖維附著并聚集在機械密封表面，使?jié)櫥艿辣欢氯斐蓹C械密封的磨損和損壞，最終導(dǎo)致失效。

　　五、摩擦磨損

　　機械密封實物磨損如圖 2、3所示。機械密封運行時端面的貼合狀態(tài)和摩擦磨損情況是決定機械密封性能的關(guān)鍵因素。在考慮摩擦磨損因素時，忽略影響較小的因素，通常將產(chǎn)生的碎屑假設(shè)為規(guī)則，不考慮相變、顆粒的布朗力、熱輻射等進行數(shù)值模擬[10]。目前多采用軟件模擬分析傳熱、變形等現(xiàn)象及表面織構(gòu)技術(shù)。J.X.Liu 等[11]通過有限元分析軟件對機械密封的摩擦生熱和端面變形問題進行求解，研究機械密封的摩擦磨損情況。汪宗太[12]在考慮端面間隙類型及機械和熱變形的基礎(chǔ)上，計算了摩擦端面溫度場的分布。何濤等[13]利用有限元方法研究了特定工況下(大潛深、低轉(zhuǎn)速)密封面寬度對機械密封性能的影響。高斌超等[14]將有限元與數(shù)值迭代相結(jié)合，實現(xiàn)了模型的數(shù)值求解，研究了密封面熱變形規(guī)律。楊笑等[15]結(jié)合 JFO空化條件，建立了混合潤滑條件下織構(gòu)機械密封熱彈流潤滑(TEHD)的理論分析模型，探究機械密封在穩(wěn)態(tài)下的端面液膜壓力、膜溫和膜厚分布，結(jié)果表明表面織構(gòu)對端面壓力和溫度分布影響很大。對于機械密封來說，摩擦磨損帶來的影響不可忽略，仍需進行深入研究。

　　六、加工與設(shè)計

　　目前機械密封槽型的制造刻畫主要依靠激光加工技術(shù)。激光加工具有精度高、熱變形小、易于切割等特點，但是由于激光技術(shù)的限制及槽深、槽型等要求(μm 級別)，仍會帶來槽型加工誤差，例如一般槽深誤差仍在 1~2 μm，這對于僅有幾微米深度的淺槽加工而言是不能忽視的。誤差由總體定位誤差和加工技術(shù)誤差兩部分構(gòu)成。賈謙等[16]以動環(huán)表面的螺旋槽為研究對象，分析了螺旋槽誤差的來源，將誤差分為槽半徑誤差、槽深誤差、螺旋角誤差和槽臺寬比誤差 4 種，分析了制造誤差對開啟力、泄漏量、摩擦阻力矩和膜厚的影響，并通過改變與控制設(shè)計參數(shù)(槽數(shù)、轉(zhuǎn)數(shù))進行一定的改良。除此之外，在加工設(shè)計中考慮微窩(圓形、橢圓形、三角形、矩形)、微槽和微網(wǎng)格設(shè)計以特定圖案來改善界面特性[17?18]。實驗中，比較了微窩、微槽和微網(wǎng)格對摩擦磨損性能的影響[19],結(jié)果表明微槽、微窩和微網(wǎng)格的磨損率有效降低(分別降低約18%、37% 和57%)。萬軼[20]以碳化硅定子式樣，采用環(huán)對環(huán)式高速密封裝置，實驗表明隨著織構(gòu)面積 密度和織構(gòu)深度的增加，所有織構(gòu)表面的摩擦系數(shù)均低于未織構(gòu)表面，但摩擦系數(shù)的降低往往伴隨著泄漏率的增加。綜合來看，提高加工設(shè)計精度、技術(shù)能有效改善密封參數(shù)，提升密封性能。

　　七、性價比

　　對于投入到實際應(yīng)用的密封元件，除本身材料性能的優(yōu)劣外，對于成本、使用壽命、功率消耗的綜合考量也是研究人員、企業(yè)所要注意的。目前常見的使用材料為石墨(靜環(huán))、碳化硅、鑄鐵、碳鋼等高性價比材料。

　　八、主要評價指標(biāo)參數(shù)

　　對于密封效果除上述內(nèi)部因素以外，如開啟力、液膜剛度等是從外部通過改變參數(shù)影響密封效果，一般來說開啟力越大，形成的動壓效應(yīng)越好，液膜剛度越大，磨損量越少。