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机械密封工作原理

发布人: 菠菜导航网站 来源: 菠菜导航登录 发布时间: 2020-09-10 18:58

  机械密封工作原理_机械/仪表_工程科技_专业资料。机械密封 机械密封介绍 1、定义及工作原理 2、基本组成及作用 3、与软填料的优缺点对比 4、机封的测绘 5、机封失效原因 6、安装注意事项 1、定义及工作原理 1.1、机械密封定义:亦称

  机械密封 机械密封介绍 1、定义及工作原理 2、基本组成及作用 3、与软填料的优缺点对比 4、机封的测绘 5、机封失效原因 6、安装注意事项 1、定义及工作原理 1.1、机械密封定义:亦称端面密封,垂直于旋转 轴的端面在流体压力及补偿机构的弹力作用下, 在辅助密封的配合下,与另一端面保持贴合并相 对滑动,从而构成防止流体泄露的机械装置。 1.2、机械密封工作原理:由于两个密封端面的紧 密贴合,使密封端面之间的交界形成一微小间隙, 当有压介质通过此间隙时,形成极薄的液膜,形 成一定的阻力,介质向外泄露,又使端面得 以润滑,由此获得长期的密封效果。 2、机械密封的基本组成及作用 2.1机封主要由动环静环、弹力装置、辅助密封件组成。 2.2机械密封一般有四个密封处: A、动环与静环之间的密封——动密封 B、动环与轴或轴套之间的密封——相对静密封 C、静环与静环座之间的密封——静密封 D、静环座(压盖)与设备之间的密封——静密封 1 D C 2 3 4 BA 9 87 65 1-静环座 2-动环辅助密封圈 3-静环辅助密封圈 4-防转销 5-静环 6-动环 7-弹簧 8-弹簧座 9-紧定螺钉 2.3机封在泵中的 填料函 轴 联轴器 电机 2.4机封安装的 2.5各组成零件介绍及作用 ? 动环和静环:动环的材料可采用高合金钢,硬质合金,铸铁等, 在腐蚀性介质一般推荐用不锈钢表面堆焊硬质合金或新型碳化硅 陶瓷,既可耐磨又可耐腐蚀,静环可采用铸铁,青铜合金,也可 用浸渍后的石墨或聚四氟乙烯。 ? 弹簧装置:弹簧以合适的弹簧比压保持动静环端面缓冲接触(弹 簧作用于密封端面的压紧力称为弹簧比压)。 ? 辅助密封件:形式有O型圈,V型,方形环,梯形环等。材料有人 工合成橡胶,例如丁腈,氟橡胶,三元乙丙等 2.6密封环须满足的要求: 密封环是动环和静环的总称,是构成机械密封最主要的元件。密封环在 很大程度上决定了机械密封的使用性能和寿命。因此,密封环需要满足 如下几个主要要求。 ? 足够的强度和刚度 ? 耐热冲击能力 ? 摩擦系数小 ? 良好的自润滑能力 ? 结构简单容易加工 3、机械密封与软填料的优缺点 对比 3.1 优缺点对比 优点: 1、密封状态稳定,泄漏量小,其实验条件下的允许泄漏量仅为软填料的 1/100;,在油、水类介质中一般可达1~2年或更长时间,在工况复杂的 冶炼,石化,造纸等行业通常也能达半年以上。 2、机械密封的摩擦功率仅为软填料密封的10%~50%,节约了电能; 3、由于转移了摩擦面,轴或轴套基本上不受摩损,大大降低换轴的费用; 4、安装后机封根据运行状况可实现自动补偿,不需经常性的维修,降低劳 动强度; 5、适用范围广,能用于低温、高温、真空、高压、不同转速,以及各种腐 蚀性介质和含磨粒介质等的密封。 6、对现今许多工厂的“零泄漏”需要,填料无法达到此要求,且可节省经 常更换盘根填料或对工厂造成的损失。 缺点:结构较复杂加工要求高,发生事故时处理较困难,一次性投资高,对 于经济效益不好或老国有企业,他们的设备负责人往往对价格很, 可以调查现有密封形式与之后的潜在收益做对比分析。 3.2与填料密封的比较示意图 比较 泄漏量 摩擦功率损失 轴磨损 及寿命 数 加工及安装 对材料要求 软填料密封 180 ~450ml/h 机械密封为软填料密封的 10 ~50 % 有磨损,用久后要更换 要经常,更换填料,个别情况每 班换一次 高压、高温、高真空、高转速、大直 径密封不能解决 加苛求一般,填料更换方便 一般 机械密封 一般为软填料密封的1% 几乎无磨损 寿命很长,很少需要维修 可以 动、静环表面粗糙度及平直度要 求高,不易加工,成本高,装拆 不便 动、静环要求较高 4、机封的基本测绘 4.1测绘的基本要求 原则上做到每个零件、每个尺寸要如实表达,尺寸要表达到小数 点后两位 4.2测绘的四大要素 一、测绘工具的准备 二、原机封的基本信息 三、基本尺寸结构 四、原机封使用工况及失效原因 一、测绘工具的准备 ?游标卡尺 ?深度尺 ?内六角扳手 ?活动口扳手 ?测绘用纸及笔 ?其他工具 二、原机封的基本信息 ? 机封型号 ? 机封编号 ? 生产厂家 ? 材料配对 三、基本尺寸结构的测绘 n--D4 D3 填料腔 D1 D2 L1 L2 1、轴或轴套直径 D1= ? 2、填料腔直径 D2= ? 3、螺栓中心距 直径D3= ? 4、填料腔深度 L1= ? 6、第一障碍物 L2= ? 四、原机封工况及使用信息 工况 ? 进出压力 ? 温度 ? 转速 ? 介质成分 原机封使用信息 ? 紧定螺钉不起作用 ? 机封轴套有打滑现象 ? 动静环干磨现象 ? O形圈变形现象等 5、机封失效原因分析 机械密封的故障大体上都是由异常变化引起的泄漏、磨损、扭矩等导 致的,造成机封失效原因主要有以下三点: 1、设计选型不对; 2、安装因素或泵本身的特点; 3、密封件失效; 具体情况还需要具体分析,下面主要讲密封失效的原因分析,前两点 客户对此的认识可能比我们还清楚,但客户对机封的密封件失效原因 知之甚少,因此很有必要向楚从而在客户那里树立我们公司是专 业做机封的形象。密封失效主要有如下几点: 5.1密封面打开 在修理机械密封时,大部分的密封失效不是因磨损造成,而是在 磨 损前就已泄漏了。当密封面一打开,介质中的固体微粒在液体压 力的作用下进入密封面,密封面闭合后,这些固体微粒就嵌入软 环 (通常是石墨环)的面上,这实际成了一个类似“砂轮”会损坏 硬环 表面。 由于动环或橡胶圈紧固在轴(轴套)上,当轴串动时,动 环不能及时贴合,而使密封面打开,并且密封面的滞后闭合,就 使 固体微粒进入密封面中。 同时轴(轴套)和滑动部件之间也存在 有固体微粒,影响橡胶圈或动环的滑动(相对动密封点,常见故 障)。另外,介质也会在橡胶圈与轴(轴套)部位产生结晶 物,在弹簧处也会存有固体物质,都会使密封面打开。 5.2温度过高 因密封面上会产生热,故橡胶圈实际使用温度通常低于标注温度。 氟橡胶和聚四氟乙烯的使用温度为 216℃,丁晴橡胶的使用温度 162℃,虽然它们都能承受较高的温度,但因密封面产生的热较 高,所以橡胶圈有继续硫化的,最终失去弹性而泄漏。 密封 面之间还会因热引起介质的结晶,如结碳,造成滑动部件被粘住 和 密封面被凝结。而且有些聚合物因过热而焦化,有些流体因过热 而 失去润滑等甚至闪火。 过热除能改变介质的状况外,还会加剧它 的腐蚀速率,引起金属零件的变形,合金面的开裂,以及某些镀 层 裂缝,设计应选用平衡型机械密封,以降低比压防止压紧力太大 造 成的热量过剩不能及时排除造成温度偏高。 5.3密封件本身 对于质量较差的石墨环(动环)来说,内部气孔较多,这是因为在 制 造过程中,聚集在石墨内部的气体膨胀将碳微粒吹出的所致,因此 这 种低质的石墨环在密封启用中,其碳微粒很容易脱落,而使密封面 在 。 密封停用时粘住 通常硬环(静环)表面的过热会引起密封环的严 重 磨损,如无冷却的立式泵。在高温、高压下、弹簧压缩过大,轴串 动 也会过大的情况下,都会引起密封面的过渡磨损,。 在检查静环表面尤其要注意以下四种现象:陶瓷环破裂,热烈,刻 痕,镀层脱落 5.4异常情况 一、泵轴套泄漏 :轴套的泄漏通常是稳定的,而密封面的泄漏往往 是 增加或减小。密封面泄漏后,使表面不平,但有时也会磨合到原状。 (有时不要急于检修,可观察一段时间再说) 。 二、微渗:如密封周围是潮湿的,而且看不出漏,这在起动时泵运 转 产生的离心力使泄漏的液体回到密封面内,起一道屏障的作用。而 泵 上的法兰或接头泄漏的液体滴入填料箱内。 三、热膨胀:热膨胀能使镶接在金属部件内的石墨环松脱,也可能 是 因低温使O型环失去弹性,而导致泄漏。 总之,对于密封件失效,尽量找出能让客户信服的原因,这样才能 赢 6、安装及注意事项 ? 要十分注意避免安装中所产生的安装偏差, ? 弹簧压缩量要按进行 ? 相关技术要求 ? 机封安装示意图 ? 拆卸注意事项 ? 机封的 6.1免安装中所产生的安装偏差 一、上紧压盖应在联轴器找正后进行,螺栓应均匀上支,防止压盖 端 面偏斜,用塞尺检查各点,其误差不大于0.05毫米。 二、检查压盖与轴或轴套外径的配合间隙(即同心度),四周要均 匀,检查各点允差不大于0.01毫米。 6.2弹簧压缩量要按进行 弹簧压缩量要按进行,不允许有过大或过小现象,要求误差 2.00 毫米。过大会增加弹簧比压,加速端面磨损,过小会造成比压不足 而 不能起到密封作用。尤其是分离式机封要特别注意弹簧比压,很多 分 离式机封在客户那使用寿命很短,其中很大的因素就是弹簧比压过 大 或者过小,而客户很少知道弹簧比压的概念。 6.3相关技术要求 机械密封是属于较高精度的机械部件,对其正确的安装与操作对它 的 使用寿命有大大的影响。我们一般按照石油化工部的标准。技 术 要求主要如下: 1、轴弯曲度:最大不大于0.05毫米; 2、轴的轴向窜动量不允许超过±0.5毫米,如果带轴套,不允许轴 套 有松动; 3、压盖(静环座)与密封配合止口对轴中心线毫 米,如果达不到要求,密封腔要进行加工; 4、安装动环密封圈的轴套端部,以及安装静环密封圈的压盖(或壳 体) 的端部应倒角,并修光滑。 6.4机封安装示意图 以一台单级卧式双吸油泵为例: 步骤一:泵解体 步骤二:检查轴套光洁度及测绘 步骤三:打磨轴套和清理端面 步骤四:轴套、机封润滑 步骤五:安装机封 步骤六:恢复泵体和调整 步骤七:定位块拆除和盘车调试 6.5拆卸注意事项 1、在安装、拆卸机械密封时要仔细,严禁手锤和扁铲,以免损 坏密封元件。如果结垢拆卸不下时,应清洗干净后再进行拆卸。 2、如果在泵两端都用机械密封时,在装配,拆卸过程中互相照顾, 防 止顾此失彼。 3、对运行过的机械密封,凡有压盖松动使密封发生移动的情况,则 动 静环零件必须更换,不应重新上紧继续使用。因为松动后摩擦副原 来 运转轨迹会发生变动,接触面的密封性就很容易遭到。 拆卸机械密封顺序如下: 1、装上定位块 2、去掉定位螺钉 3、冲洗接管和压盖螺栓 4 6.6机封的 一、启动与停运准备工作: 启动前保持密封腔充满液体,防止干磨;待冷却后才可停冷却 水,否则容易引起较大的热胀冷缩使得O圈失效。 二、运转时注意事项: 泵启动后若有轻微泄漏现象,应观察一段时间,如连续运行4小 时,泄漏量仍不减小,则应停泵检查;泵的操作压力应平稳,泵在 运 转中应避免发生抽空现象,以免造成密封面干摩擦及密封。 知识回顾 Knowledge Review

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