空氣彈簧機(jī)械密封的結(jié)構(gòu)原理

空氣彈簧機(jī)械密封的結(jié)構(gòu)原理

本文主要介紹了機(jī)械密封結(jié)構(gòu)原理，分析了機(jī)械密封失效和泄漏的原因，總結(jié)了正確安裝和使用機(jī)械密封以延長(zhǎng)其使用壽命的經(jīng)驗(yàn)和方法。

1、前言

機(jī)械密封（密封件）是在流體壓力、補(bǔ)償機(jī)構(gòu)的彈力（或磁力）的作用下，通過(guò)保持至少一對(duì)垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的端面來(lái)防止流體泄漏的裝置。輔助密封件，以防止流體泄漏。

機(jī)械密封結(jié)構(gòu)（典型結(jié)構(gòu)原理見圖1）主要由靜環(huán)（靜環(huán)）1、動(dòng)環(huán)（動(dòng)環(huán)）2、彈性元件3、彈簧座4、緊定螺釘5、動(dòng)環(huán)輔助密封環(huán)6、靜環(huán)輔助密封環(huán)等部件，防轉(zhuǎn)銷7固定在壓蓋9上，防止靜環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)。

2、機(jī)械密封失效泄漏原因分析

化工設(shè)備使用的機(jī)械密封種類很多，型號(hào)不一，但主要有五個(gè)泄漏點(diǎn)：

①軸套與軸之間的密封；②動(dòng)環(huán)與軸套之間的密封；③動(dòng)靜環(huán)之間的密封；④靜環(huán)與靜環(huán)座之間的密封；⑤端蓋與泵體的密封。機(jī)械密封中流體泄漏的可能途徑如圖1中A、B、C、D四個(gè)通道所示。

2.1 動(dòng)靜環(huán)端面磨損導(dǎo)致機(jī)械密封泄漏

不管是哪種類型的機(jī)械密封，其最主要的特點(diǎn)是密封面是一個(gè)垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的端面，即將極漏的軸向密封改為不易泄漏的端面密封。因此，機(jī)械密封失效的主要形式是靜環(huán)與動(dòng)環(huán)之間的磨損失效。動(dòng)、靜環(huán)端面摩擦副主要靠彈簧推力壓縮，防止泄漏。動(dòng)靜環(huán)壓得越緊，泄漏的可能性就越小，但它們之間的摩擦力也會(huì)增加。動(dòng)靜環(huán)接觸端鏡面在較大的摩擦作用下會(huì)很快磨損，最終不漏氣。

2.2 工藝條件不穩(wěn)定、安裝不良導(dǎo)致機(jī)械密封泄漏

工藝條件不穩(wěn)定、安裝不良引起的振動(dòng)、設(shè)備抽真空汽化的瞬間切斷都會(huì)使機(jī)械密封動(dòng)、靜環(huán)之間的液膜被破壞，使機(jī)械密封在“干態(tài)”下運(yùn)行” 沒有潤(rùn)滑，密封圈溫度迅速升高。有的直接被燒毀，有的在泵恢復(fù)正常工作狀態(tài)后迅速冷卻，造成熱沖擊和破裂。沖洗液和沖洗條件不佳也會(huì)引起熱沖擊，導(dǎo)致密封環(huán)出現(xiàn)徑向裂紋，加劇動(dòng)、靜環(huán)的磨損失效。同時(shí)，當(dāng)石墨環(huán)超過(guò)使用溫度時(shí)，其表面會(huì)析出晶體空氣彈簧動(dòng)靜剛度比調(diào)整 機(jī)械密封的結(jié)構(gòu)原理、失效分析及壽，溫度較高的摩擦副附近會(huì)發(fā)生碳化。它的顆粒進(jìn)入摩擦副，使動(dòng)、靜環(huán)迅速磨損。

2.3 機(jī)械密封的密封圈失效也是密封泄漏的主要原因

動(dòng)、靜環(huán)密封件裝配歪斜；與密封件配合的軸或軸套表面不夠光滑，或配合尺寸太??；密封件與密封介質(zhì)發(fā)生物理或化學(xué)反應(yīng)、腐蝕、變形、老化等，都會(huì)導(dǎo)致泄漏。

2.4 裝配不當(dāng)導(dǎo)致機(jī)械密封泄漏

機(jī)械密封裝配前，機(jī)械密封部件不干凈，部件有磕碰或劃傷；集會(huì)不到位；彈簧偏壓，緊固螺釘未擰緊；拆卸過(guò)程中的損壞等，都是造成機(jī)械密封過(guò)早失效的原因。

2.5 機(jī)械密封選擇和設(shè)計(jì)不當(dāng)引起的機(jī)械密封泄漏

由于化工廠工藝介質(zhì)特性的多樣性，機(jī)械密封設(shè)計(jì)選擇不當(dāng)，密封端壓力小或大，或密封材料收縮大，都容易造成機(jī)械密封失效并造成其泄漏。

3、解決方案

根據(jù)以上分析，應(yīng)采取以下措施和保養(yǎng)方法來(lái)延長(zhǎng)機(jī)械密封的使用壽命。

3.1 彈簧壓縮調(diào)整

調(diào)節(jié)彈簧的壓縮量就是調(diào)節(jié)機(jī)械密封端面的比壓，是關(guān)系到密封性能和使用壽命的重要參數(shù)，與密封的結(jié)構(gòu)、彈簧的大小有關(guān)和介質(zhì)的壓力。端面比壓過(guò)大空氣彈簧動(dòng)靜剛度比調(diào)整 機(jī)械密封的結(jié)構(gòu)原理、失效分析及壽，會(huì)損壞摩擦副；比壓太小，容易漏氣。一個(gè)合適的范圍通常由制造商給出，數(shù)值一般為3~6kg/cm2。彈簧的自由長(zhǎng)度 A、彈簧剛度 K（單元被壓縮的載荷）和所需的比壓力 P 都是制造商給出的參數(shù)。壓縮后的大小為B，則P/(AB)=k，得到B=AP/k，這是安裝和壓縮后彈簧的尺寸。如果安裝后彈簧尺寸過(guò)大，可在彈簧座和彈簧之間增加調(diào)節(jié)墊的厚度。如果尺寸太小，調(diào)整厚度會(huì)減少。調(diào)整墊的厚度用千分尺測(cè)量。

3.2 動(dòng)環(huán)密封嚴(yán)密

動(dòng)環(huán)密封圈過(guò)緊是有害無(wú)益的。首先，它增加了密封環(huán)和軸套之間的磨損并過(guò)早泄漏。二是增加了動(dòng)環(huán)軸向調(diào)整和運(yùn)動(dòng)的阻力，在工況變化頻繁時(shí)不能及時(shí)調(diào)整；三是彈簧容易因過(guò)度疲勞而損壞；四是動(dòng)環(huán)密封變形，影響密封效果。為保證動(dòng)環(huán)的浮動(dòng)，其內(nèi)徑比軸徑大0.5～1mm，以補(bǔ)償軸的振動(dòng)和撓度，但間隙不宜過(guò)大，否則會(huì)造成動(dòng)環(huán)密封卡死。破壞機(jī)械密封的機(jī)械性能。

3.3靜環(huán)密封嚴(yán)密

靜環(huán)密封圈基本處于靜止?fàn)顟B(tài)，相對(duì)緊的密封效果會(huì)更好，但過(guò)緊會(huì)導(dǎo)致：一是靜環(huán)密封變形過(guò)大，影響密封效果；其次空氣彈簧動(dòng)靜剛度比調(diào)整，靜環(huán)材料多為石墨，一般較脆。用力過(guò)大很容易造成斷裂；第三，安裝拆卸困難，很容易損壞靜環(huán)。因此，靜環(huán)的內(nèi)徑一般比軸徑大1~2mm空氣彈簧動(dòng)靜剛度比調(diào)整，密封環(huán)的密封性要在涂上潤(rùn)滑劑后用雙手用力壓入。手可以輕按就太松，不能用力就太緊。

3.4 密封新舊更換

相對(duì)而言，使用新機(jī)械密封的效果比舊機(jī)械密封好，但新機(jī)械密封的質(zhì)量或材料選擇不當(dāng)，配合尺寸誤差大，會(huì)影響密封效果。在聚合和深滲透介質(zhì)中，如果靜環(huán)沒有過(guò)度磨損（當(dāng)密封面出現(xiàn)裂紋、拐角、劃痕、麻點(diǎn)、飛邊和偏磨損時(shí)，稱為過(guò)度磨損），最好不要更換。由于靜環(huán)在靜環(huán)座內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間處于靜止?fàn)顟B(tài)，聚合物和雜質(zhì)沉積為一個(gè)整體，具有較好的密封效果。

3.5 拆裝維修

一旦機(jī)械密封泄漏，不要急于拆卸和修理。有時(shí)密封可能不會(huì)損壞。只需調(diào)整工作條件或適當(dāng)調(diào)整密封即可消除泄漏。如調(diào)整彈簧的壓縮量，消除運(yùn)行設(shè)備的振動(dòng)，清除使彈簧失去彈性的水垢，動(dòng)靜環(huán)摩擦副上的水垢等。這不僅避免了浪費(fèi)，解決了實(shí)際問(wèn)題，也驗(yàn)證了自己的故障判斷能力，積累了維修經(jīng)驗(yàn)，提高了維修質(zhì)量。

3.6 安裝

機(jī)械密封是精密零件，對(duì)制造和安裝精度的要求非常嚴(yán)格。裝配不當(dāng)會(huì)影響密封性能，縮短使用壽命。

  3.7 集裝式機(jī)械密封的安裝

對(duì)于集裝式機(jī)械密封，出廠前已對(duì)機(jī)械密封壓縮進(jìn)行了調(diào)整空氣彈簧動(dòng)靜剛度比調(diào)整，并進(jìn)行了機(jī)械操作試驗(yàn)。因此，在我們現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)，不允許拆卸機(jī)械密封或重新調(diào)整機(jī)械密封的壓縮量。

3.8 波紋管機(jī)械密封的安裝

對(duì)于波紋管機(jī)械密封，安裝前先用煤油檢查波紋管的泄漏情況，確認(rèn)波紋管完好無(wú)泄漏后再安裝波紋管。同時(shí)，由于波紋管機(jī)械密封的波紋管容易損壞，安裝過(guò)程中一定要小心。

 

       3.9 嚴(yán)格的工藝操作和工藝指標(biāo)控制

在調(diào)節(jié)流量和啟停泵時(shí)，避免了喘振、泵抽空、沖洗液斷流等現(xiàn)象。過(guò)濾密封介質(zhì)中的雜質(zhì)，合理采用自平衡沖洗或外強(qiáng)制循環(huán)沖洗，改善沖洗和冷卻條件，同時(shí)加大沖洗系統(tǒng)節(jié)流孔的孔徑，增加沖洗液量，保證沖洗液的穩(wěn)定充足供應(yīng)，改善機(jī)械密封的潤(rùn)滑和散熱，防止機(jī)械密封因過(guò)熱而燒焦、開裂、開裂、結(jié)晶析出，延長(zhǎng)機(jī)械密封的使用壽命。

3.10 機(jī)械密封的選擇

選用機(jī)械密封時(shí)，必須向機(jī)械密封生產(chǎn)廠家提供詳細(xì)的工藝參數(shù)和設(shè)備運(yùn)行的技術(shù)要求空氣彈簧動(dòng)靜剛度比調(diào)整 機(jī)械密封的結(jié)構(gòu)原理、失效分析及壽，以免因選用的機(jī)械密封不適合現(xiàn)場(chǎng)工況而降低其使用壽命。

4。結(jié)論

綜上所述，只要嚴(yán)格按照機(jī)械密封的技術(shù)要求進(jìn)行安裝、維護(hù)和使用，不僅可以達(dá)到良好的密封效果，而且可以大大延長(zhǎng)機(jī)械密封的使用壽命。