機(jī)械密封是機(jī)械設(shè)備防止泄漏、節(jié)約能源、控制環(huán)境污染的重要功能基礎(chǔ)件，在石油、化工、輕工、冶金、機(jī)械、航空和原子能等工業(yè)中獲得了廣泛的應(yīng)用。據(jù)我國(guó)石化行業(yè)統(tǒng)計(jì)，80%~90%的離心泵采用機(jī)械密封。工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家旋轉(zhuǎn)機(jī)械的密封裝置中，機(jī)械密封的用量占全部密封使用量的90%以上。機(jī)械密封是靠動(dòng)、靜環(huán)的接觸端面在密封流體壓力和彈性元件的壓緊力作用下緊密貼合，并相對(duì)滑動(dòng)達(dá)到密封的。工作時(shí)，機(jī)械密封端面上同時(shí)發(fā)生摩擦、潤(rùn)滑與磨損等現(xiàn)象，其中摩擦是基本的，潤(rùn)滑是為了改善摩擦工況，磨損是摩擦的結(jié)果。
在機(jī)械密封的端面摩擦副內(nèi)，存在一層與滑動(dòng)軸承一樣的穩(wěn)定潤(rùn)滑膜，這種極薄的的潤(rùn)滑膜可將2個(gè)端面分隔開，使滑動(dòng)面之間直接接觸。此時(shí)摩擦僅由粘性流體的剪切產(chǎn)生，其大小通常要比固體摩擦摩擦小得多，而且也不存在固體的磨損。這種狀態(tài)下的摩擦稱為流體摩擦。在完全流體摩擦狀態(tài)下，潤(rùn)滑劑的動(dòng)力粘度影響摩擦的性質(zhì)。此時(shí)，潤(rùn)滑劑流體表現(xiàn)出它的體積特性，摩擦發(fā)生在潤(rùn)滑劑的內(nèi)部，是屬于潤(rùn)滑劑的內(nèi)摩擦。
機(jī)械密封的端面間隙大小與表面粗糙高度差不多，在此縫隙中是否存在連續(xù)潤(rùn)滑和如何保證縫隙中形成潤(rùn)滑膜層是長(zhǎng)期以來許多研究工作這所探討的問題。如采用儀器測(cè)試潤(rùn)滑參數(shù)，研究成膜效應(yīng)，并由此研制出一些新型密封結(jié)構(gòu)，如流體動(dòng)壓密封、流體靜壓密封、流體動(dòng)靜壓混合密封等。
隨著密封端面波度的減小，摩擦副的間隙小，會(huì)出現(xiàn)表面粗糙的第一高峰接觸，即出現(xiàn)接觸表面間同時(shí)存在幾種摩擦的混合摩擦狀態(tài)。
機(jī)械密封的密封端面都是凹凸不平的粗糙表面，而密封面間的液膜極薄，基本上是與表面粗糙度處于同一數(shù)量級(jí)，因此表面形貌中的高頻粗糙度、低頻波度和整體形狀誤差中的徑向錐度都對(duì)機(jī)械密封的性能有很大影響。在密封端面間，形成局部中斷的流體動(dòng)壓或流體靜壓潤(rùn)滑膜，即接觸表面間幾種摩擦同時(shí)出現(xiàn)，這是實(shí)際中常見的摩擦狀態(tài)。密封端面間的摩擦狀態(tài)是復(fù)雜的，可能有流體摩擦與邊界摩擦、邊界摩擦與干摩擦，還有流體摩擦與干摩擦和流體摩擦、邊界摩擦與干摩擦等幾種混合摩擦。
在混合摩擦機(jī)械密封中，彈性元件壓力和密封介質(zhì)壓力形成的總外部載荷由密封端面間的液膜和接觸的微凸體共同承擔(dān)。總的摩擦力包括2部分，即潤(rùn)滑區(qū)有液膜粘性剪切引起的摩擦力和微凸體接觸區(qū)由微凸體變形引起的摩擦力。動(dòng)力粘度和端面材料的性能對(duì)摩擦過程均有明顯影響。此時(shí)，存在輕微的磨損，摩擦因數(shù)也很小。
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