1、機(jī)械密封（流體動(dòng)密封）設(shè)計(jì)師必讀的書(shū)籍與文獻(xiàn)2008-04-24 13:21       無(wú)論你是一位經(jīng)驗(yàn)老到的資深密封設(shè)計(jì)工程師，還是入行不久的初級(jí)密封設(shè)計(jì)人員。牢牢扎實(shí)機(jī)械密封的基礎(chǔ)知識(shí)和基本理論是十分重要的。我曾經(jīng)去過(guò)包括伯格曼在內(nèi)的許多密封設(shè)計(jì)生產(chǎn)廠家，通過(guò)與這些廠家密封設(shè)計(jì)人員的交流，我發(fā)現(xiàn)的一個(gè)普遍現(xiàn)象就是，設(shè)計(jì)人員對(duì)機(jī)械密封的基礎(chǔ)知識(shí)和基本理論的理解和掌握十分有限。比如，在很多密封廠家設(shè)計(jì)部門，能夠準(zhǔn)確計(jì)算密封平衡比和端面比壓等參數(shù)的設(shè)計(jì)師只有部門主管一人，其余的設(shè)計(jì)人員則對(duì)這些問(wèn)題的概念相當(dāng)模糊。  

2、;     經(jīng)驗(yàn)的積累在密封設(shè)計(jì)中固然重要，但是如果只知其然，而不知其所以然，那么你是很成為一位出色的密封設(shè)計(jì)工程師甚至于資深專家的。后來(lái)的新手要想追趕和超越前者，機(jī)械密封的基礎(chǔ)知識(shí)和基本理論更是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的加速器。憑借STUDIO ANTISSA多年密封研究與設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，我們推薦以下的書(shū)籍和文獻(xiàn)，如果你是密封的資深設(shè)計(jì)高手，可以用來(lái)慢慢品鑒它們的味道；如果你是初出茅廬的設(shè)計(jì)人員，這些是你的重要的起點(diǎn)和積奠。我們推薦的書(shū)籍和文獻(xiàn)由問(wèn)題引出：       問(wèn)題1 什么是機(jī)械密封？機(jī)械密封的分類方

3、法和基本原理是什么？       機(jī)械密封屬于流體動(dòng)密封的一種，如果能夠從更高的層次上去認(rèn)識(shí)問(wèn)題，便不至于視線狹隘，見(jiàn)樹(shù)木不見(jiàn)森林。王玉明院士流體密封技術(shù)一文，全面的概括了流體動(dòng)密封的分類和流體動(dòng)密封的發(fā)展演變歷程，文中給出的流體動(dòng)密封分類樹(shù)形圖嚴(yán)謹(jǐn)清晰。       機(jī)械密封的分類方法和基本原理有許多書(shū)籍都會(huì)講到，但是個(gè)人認(rèn)為，對(duì)這一問(wèn)題的闡述最為條理清晰、思維嚴(yán)謹(jǐn)?shù)氖穷櫽廊壬臋C(jī)械密封實(shí)用技術(shù)，該書(shū)2章1節(jié)全面講述了機(jī)械密封的基本結(jié)構(gòu)、作用原理和特點(diǎn)。這是從事密封行業(yè)人

4、員的必修課。       問(wèn)題2 機(jī)械密封的主要參數(shù)，如彈簧比壓、端面比壓、膜壓系數(shù)是怎樣得來(lái)的？       顧永泉先生把機(jī)械密封的主要參數(shù)歸為幾何參數(shù)、力學(xué)參數(shù)和性能參數(shù)三種。彈簧比壓、端面比壓、膜壓系數(shù)只是密封力學(xué)參數(shù)的一部分。機(jī)械密封的主要參數(shù)應(yīng)從幾何、力學(xué)和性能三個(gè)方面綜合掌握，否則也是容易一葉障目的。顧永泉先生于1996年發(fā)表的以下三篇文章對(duì)我們深入了解機(jī)械密封的主要參數(shù)是具有很大幫助的，其中最后一篇還涉及到了具體算例。機(jī)械端面密封的主要參數(shù)計(jì)算（一）軸向平衡與幾

5、何參數(shù)機(jī)械端面密封主要系數(shù)的計(jì)算（二）力學(xué)參數(shù)與性能參數(shù)機(jī)械端面密封主要參數(shù)的計(jì)算（三）性能參數(shù)（續(xù)）與計(jì)算示例       需要說(shuō)明的是，以上文獻(xiàn)中的一些設(shè)計(jì)方法可能已經(jīng)相對(duì)年代久遠(yuǎn)和我們現(xiàn)代更先進(jìn)的設(shè)計(jì)思路有所區(qū)別，但是以上文章對(duì)密封參數(shù)的全面系統(tǒng)性概括，是至今未有能夠趕超的。       問(wèn)題3 機(jī)械密封的彈性元件設(shè)計(jì)似乎太復(fù)雜了。       去密封廠家經(jīng)常可以看到設(shè)計(jì)員拿著彈簧跑去做壓縮試驗(yàn)，獲得彈簧在不同

6、壓縮長(zhǎng)度下的比壓；或者有一個(gè)彈簧比壓的數(shù)據(jù)表可供查閱。然而如果出現(xiàn)了新的密封彈簧設(shè)計(jì)問(wèn)題，往往只有總工能夠搞定。注意到我們一個(gè)廠家內(nèi)部，用作彈簧的材料往往是同一種，具有相同的彈性/拉伸/剪切膜量，因此采用計(jì)算公式設(shè)計(jì)彈簧是最科學(xué)和具有最廣適用范圍的。       涉及到機(jī)械密封彈簧設(shè)計(jì)的專業(yè)密封書(shū)籍我見(jiàn)到的只有一本，卻講述的詳細(xì)明確。那就是機(jī)械密封設(shè)計(jì)制造與使用，陳德才,崔德容編著。由于此書(shū)年代久遠(yuǎn)，沒(méi)有此書(shū)的，可以直接參考機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)的相關(guān)章節(jié)。如果有人對(duì)材料的各種膜量和參數(shù)概念模糊，對(duì)力學(xué)計(jì)算十分初級(jí)（密封行業(yè)很多半路出家者），那

7、么，你應(yīng)該找一本簡(jiǎn)單的材料力學(xué)來(lái)補(bǔ)補(bǔ)課了。       當(dāng)然，很多入行很久的設(shè)計(jì)師知道怎么去計(jì)算，那么請(qǐng)問(wèn)大家是不是考慮過(guò)去做一個(gè)簡(jiǎn)單的軟件，通過(guò)輸入幾個(gè)簡(jiǎn)單的參數(shù)，就可以自動(dòng)設(shè)計(jì)出彈簧的尺寸？如果你對(duì)設(shè)計(jì)真正做到融會(huì)貫通，這不是難事。STUDIO ANTUSSA就有這樣一個(gè)小軟件，有趣的是，軟件的最初版本使用EXCEL表格的初級(jí)命令做成的，只要輸入彈簧比壓，彈簧壓縮量、材料系數(shù)等幾個(gè)參數(shù)，軟件就可以自動(dòng)求解出滿足要求的彈簧尺寸列表，供我們選擇。       下面是給資深高手

8、的一個(gè)延伸閱讀：彈簧比壓對(duì)機(jī)械密封性能影響的分形分析和GY70型機(jī)械密封基本性能試驗(yàn)及其分析。文章采用理論和大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析了彈簧比壓對(duì)機(jī)械密封綜合性能的影響。文章具有一定的啟發(fā)性，可以拓展應(yīng)用到波紋管、波形彈簧等其他彈性元件的設(shè)計(jì)。       問(wèn)題4 機(jī)械密封的標(biāo)準(zhǔn)都有哪些的。       開(kāi)始思考這個(gè)問(wèn)題的，應(yīng)該算是已經(jīng)入門人了吧。機(jī)械密封標(biāo)準(zhǔn)，常用的有API682、DIN24960、 ISO3069、 BS5257、GB6556（國(guó)標(biāo)比較零散尚不統(tǒng)一，因此GB得密封標(biāo)

9、準(zhǔn)有很多）。以上的文獻(xiàn)幾乎都有中文版本，想了解標(biāo)準(zhǔn)的可以搜集上述資料，或者向STUDIO ANTISSA咨詢。但是，設(shè)計(jì)需要知其然也知其所以然，閱讀標(biāo)準(zhǔn)，也要常常問(wèn)問(wèn)自己，標(biāo)準(zhǔn)里面的規(guī)定是出于何種考慮呢？       問(wèn)題5 機(jī)械密封的力熱變形以及溫度對(duì)性能的影響。       這個(gè)問(wèn)題的解決在國(guó)內(nèi)基本上靠設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)。但我曾經(jīng)見(jiàn)到過(guò)JOHN CRANE的一款軟件，能夠準(zhǔn)確模擬機(jī)械密封的溫度場(chǎng)和力變形。想對(duì)這一問(wèn)題有初步了解的人，請(qǐng)參考基于Ansys的機(jī)械密封環(huán)溫度場(chǎng)分析以

10、及機(jī)械密封環(huán)端面變形研究，通過(guò)以上文章可以對(duì)機(jī)械密封溫度場(chǎng)分布狀況和力變形的特點(diǎn)有直觀的認(rèn)識(shí)，對(duì)設(shè)計(jì)實(shí)踐具有較好的指導(dǎo)意義。至于這一問(wèn)題的詳細(xì)計(jì)算需要涉及彈性力學(xué)、傳熱學(xué)和有限單元分析知識(shí)的綜合應(yīng)用。詳情可咨詢STUDIO ANTISSA，我們已經(jīng)擁有有相應(yīng)的設(shè)計(jì)計(jì)算軟件。      問(wèn)題6 機(jī)械密封的新技術(shù)、新概念、新結(jié)構(gòu)和新產(chǎn)品？機(jī)械密封行業(yè)的前沿領(lǐng)域和發(fā)展趨勢(shì)是什么？       涉及到技術(shù)前沿問(wèn)題，必須要閱讀大家之作。普通人是無(wú)法做到一覽眾山高瞻遠(yuǎn)矚的看待行業(yè)前沿動(dòng)態(tài)的。個(gè)人認(rèn)

11、為，顧永泉先生的機(jī)械密封實(shí)用技術(shù)第6章，對(duì)上面的問(wèn)題作出了很好地概括。或許有人認(rèn)為，書(shū)本上的東西，出版了近意味著落后，不能夠代表最新前沿，殊不知最新的前沿領(lǐng)域，正是通過(guò)對(duì)這些所謂落后但又比較先進(jìn)的技術(shù)的改進(jìn)和更新而得來(lái)的。機(jī)械密封實(shí)用技術(shù)第六章涉及非接觸密封技術(shù)（干氣密封和上游泵送）、刃邊密封技術(shù)、組合密封等諸多技術(shù)前沿，可以大大開(kāi)拓密封設(shè)計(jì)者的視野。書(shū)中對(duì)某些技術(shù)采用了概述的方法，可以先作了解，然后慢慢搜集技術(shù)的具體細(xì)節(jié)。       做設(shè)計(jì)師是一項(xiàng)辛苦而報(bào)酬不高的職業(yè)，至少在國(guó)內(nèi)密封行業(yè)內(nèi)如此。因此國(guó)內(nèi)的密封行業(yè)的優(yōu)秀設(shè)計(jì)師是少之

12、又少。然而根據(jù)經(jīng)濟(jì)學(xué)原理，稀缺物品則具有更高價(jià)值，因此企業(yè)對(duì)優(yōu)秀的設(shè)計(jì)人員也是趨之若鶩。然而現(xiàn)代人的輕浮和急躁，很少有人能夠做到踏踏實(shí)實(shí)的累積。或有志氣沖天，半途而廢者，糜不有初，鮮克有終！      合抱之木，生于毫末；九層之臺(tái)，起于壘土；千里之行，始于足下。STUDIO ANTISSA于2008年4月27日完成本文，希望能夠給諸位立志從事密封設(shè)計(jì)工作者以啟發(fā)和指導(dǎo)；也希望與立志發(fā)展和革新中國(guó)密封技術(shù)的同仁，共勉。 圖書(shū)名稱作者出版社出版時(shí)間機(jī)械端面密封顧永泉石油大學(xué)出版社1994.12機(jī)械密封實(shí)用技術(shù)顧永泉機(jī)械工業(yè)出版社2001機(jī)械密封邁爾,姚兆生化學(xué)工業(yè)出版社1981.12過(guò)程裝備密封技術(shù)宋鵬云,顧伯勤,蔡仁良化學(xué)工業(yè)