所謂收斂形的縫隙形狀,就是靠端面的外緣處縫隙較大,內緣處接觸,沿泄漏方向縫隙逐漸減小。液膜壓力在縫隙中的分布不呈線性,大于平行形的密封端面,造成密封的開啟力增大。由于閉合力中的主要部分彈簧力沒有增加,因此,在收斂形密封中泄漏量較大,工作不穩定。但潤滑較充分,密封端面磨損速度小。
由于密封的接觸面積減小而彈簧力不變,則彈簧比壓增大。這時有兩種可能,第一種可能如果介質潤滑性不好,磨損加劇,接觸面積逐漸增大,直到密封端面全部接觸,這時兩密封端面已趨于平行,跑合時間較短;第二種可能是介質潤滑性很好,雖然彈簧比壓增大,密封端面的磨損也很小,經過相當長的時間才能完成跑合期,在跑合期內泄漏量比正常密封大一些。
密封端面的縫隙形狀如果是擴散形狀的,會出現另一種情況,靠密封端面的外緣處接觸,而內緣有間隙。密封端面接觸的部分存有液膜壓力,總的液膜壓力小,比密封端面平行的要小。彈簧力不變,由于接觸面積減小(因內徑增大),彈簧比壓和載荷系數增大,最終使端面比壓增大很多,泄漏量少,但是磨損加劇。如果介質潤滑性較好,磨損較均勻,那么密封端面可能是光潔的,密封尚可繼續使用。反之,如果磨損劇烈,破裂了密封端面的光潔度(粗糙度),泄漏量大增,動靜環可能也要更換。總之,平行面模型是最理想的接觸式機械密封模型——平行面原則;收斂面適用于非接觸式機械密封和高壓密封,因為其流體膜剛度為正剛度(而平行面密封為零剛度),工作穩定性;擴散面模型不論是接觸式或非接觸式密封均不理想,因為用作接觸式密封時磨損大、泄漏量大、承載能力小,而作為非接觸密封時承載能力小、流體膜剛度為負剛度,工作不穩定。
密封百科知識內容選自《實用機械密封技術問答》