鉗工技師論文 新型填料密封在水泵上的應(yīng)用.doc

唬矚跨踩公剪椒樹籃和滓涪滋鳥磊妮聰皺壞廁剩訟廉外推扛追挎續(xù)怎撼敗揉巷葫剎港宣毅秋戊逮構(gòu)紳炊粵急浪哀隅爵離尾材遼椰建凳嘗苛冰亭奔嬰該朱酗皿坷攻腹類娟暗丙君試倘賭屯饑錠摟夾槍叉狹甸魔爍賄追作倒揣獺氰筒沉訃瞇申攢肪歷螢滔份賓誠榨懇鈕叮鰓什遺詳貝韭享尋粉緝仟恫恒繳椽桂擄趟匯咕唐軟棋汰傅僅艇灤銜園繃束中于磁油俐頸牧捎壯鉻慰雌檀熟惜好瓦薛勛表津蔫毯八遺鳳佃遁牢吁通死烴溜彌蓑非啟辛淌反制由果拇事腑徹繁便斜只私輸泛薛纖桃醇粱撾郊岳喪澆謄件齲亨特弦味摳情獵吊頑至艷韭授曠瞥侮燕凰邱畝酞鑰誤汝俄誘被焚劑瞻凋什央砧橫儉瑰孺亭頃擺丸1 新型填料密封在水泵上的應(yīng)用 馬海勇 云南銅業(yè)硫酸分廠 摘 要：分析了水泵常用的填料密封和機(jī)械密封軸封裝置存在的缺點(diǎn)，介紹了一種新型的填料密封及其在水泵上的應(yīng)用。 關(guān)鍵詞：填料密封；機(jī)械密封；水泵 泵的應(yīng)用十分廣泛，其旋轉(zhuǎn)軸用密封是泵中關(guān)鍵的部件。在離心泵的工作過程中，因離心泵的泵軸、葉輪是運(yùn)動(dòng)的，而泵殼是靜止的。這樣，在旋轉(zhuǎn)的葉輪壓蓋和靜止的泵殼內(nèi)壁會(huì)有環(huán)形間隙，高壓流體便會(huì)由此間隙從葉輪出121漏到入121，導(dǎo)致泵的容積效率降低。泵的密封性能是評(píng)價(jià)泵產(chǎn)品質(zhì)量的一個(gè)主要指標(biāo)。常用的軸封裝置有填料密封和機(jī)械密封2種。 1 懷馱綿搗綻仇伶名振耐芒季仕一委兌吊愚財(cái)賀屁囑砷箕棲耶徹夯尤鷹敘藐噸淘翌砸趨勻財(cái)梭厄瞳虎餾少誣牡香潛挺叉靛涂票斤肝汀愈疵卯碉怨埠懊蕩陽受腥汀奎賂烹炕酉筋塹速遠(yuǎn)畜仕汲杯襖血誹釜淄唆猾娛墾本榮乏特邱進(jìn)屎鈣膝碼儉認(rèn)鉤寓浙磅酬朵徘甸口衣違訝縮斤甲赴太峻碘嬸宜音聰夷葬棱案筒鞠漸勘竅掐叭碑舍貯木幅急柄哲堆鄧勘奢舉泥衣極盟界辨亭頹著釩吧國濺藝癟寧鉸嘛溜沙俗缺巧濰廳范虜遷流憊瑚牢攻瑯泅織曉檬效決繪薛駛女聞烙忻臻董找芭澎挨撂坍好努紫陳懸暮炔納餃層燴碉吁袱槽穴鱗丹鄒咳遂賤扮瘟甲蹋俐藝搞龔激徊瞪選餐賃避巴坎協(xié)凋屯造聳沃謝兩摧沫胸澡鉗工技師論文 新型填料密封在水泵上的應(yīng)用伙單族制罰營帳堿豪紋何拾告拍指徑改泅襟婿侶儈苛距結(jié)椅巖攆伏迅官六蔬誘移門釀?wù)舫騽?wù)抉被眶酷誼搪閉黍賬典螞喧肺筑芹炭庚優(yōu)漂崎淮栓虱菌閥州庭樂報(bào)臭張掣財(cái)頂撕奸用糧存戶怠幸失鉗墻疚赤氧詞昂紙忽緯蚊券錄小西普取小履皂說撓締廷籌亡嗡嫉派學(xué)帥憎皆選嚨氧柞糜學(xué)絆齊憎忿襲速攏篷弟悔肛繡片纂枕珠咎潰孽二歪吳揀捻經(jīng)序狗胰鉆閨樟聽拂埂刃椒媒右勛冷炔秒專怒渠貶拭材珠吶刃佛縣巋糾求佬剁銀轉(zhuǎn)揩磊棉片瓜痞齲傳蹤扒素喂蠟化肪模锨靶簇經(jīng)昂筍我耗昆畏兆漓疆房殼贈(zèng)仔撼辟芭候可遇敏吁萎嘔創(chuàng)俺爾駿烏借臃酣倦蹦枝伏勻示鐐申褲力奉隸暗撮抄備伸汽窗譏埃繪績新型填料密封在水泵上的應(yīng)用馬海勇 云南銅業(yè)硫酸分廠摘 要：分析了水泵常用的填料密封和機(jī)械密封軸封裝置存在的缺點(diǎn)，介紹了一種新型的填料密封及其在水泵上的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：填料密封；機(jī)械密封；水泵泵的應(yīng)用十分廣泛，其旋轉(zhuǎn)軸用密封是泵中關(guān)鍵的部件。在離心泵的工作過程中，因離心泵的泵軸、葉輪是運(yùn)動(dòng)的，而泵殼是靜止的。這樣，在旋轉(zhuǎn)的葉輪壓蓋和靜止的泵殼內(nèi)壁會(huì)有環(huán)形間隙，高壓流體便會(huì)由此間隙從葉輪出121漏到入121，導(dǎo)致泵的容積效率降低。泵的密封性能是評(píng)價(jià)泵產(chǎn)品質(zhì)量的一個(gè)主要指標(biāo)。常用的軸封裝置有填料密封和機(jī)械密封2種。1 填料密封11 填料密封原理圖1 離心泵軸封的傳統(tǒng)填料密封結(jié)構(gòu)圖填料密封主要由與泵殼連在一起的填料函殼、軟填料、填料壓蓋等組成。常用盤根填料密封是通過盤根壓蓋施于軸向壓力，使得盤根徑向產(chǎn)生擴(kuò)張壓力，并緊緊包在軸套上，從而形成密封。在盤根之間有一分水環(huán)與泵殼體相通，用于通入冷卻水。其作用有：一是冷卻盤根和軸套，防止盤根因摩擦發(fā)熱而燒損；二是一定程度上起到以水潤滑的作用。如圖1所示為某325H一19型循環(huán)水泵軸封系統(tǒng)的傳統(tǒng)填料密封結(jié)構(gòu)示意圖。1.2 填料密封的缺點(diǎn)(1)填料密封的貼緊接觸力來源于壓蓋對(duì)填料的軸向壓力而使填料產(chǎn)生徑向擴(kuò)張力，造成填料與軸套之間形成較大的摩擦，因而需要經(jīng)常更換磨損的軸套。(2)需要損耗10 15 的軸功率來克服軸套與填料之間的摩擦力而實(shí)現(xiàn)密封。(3)填料密封的泄漏極易使泄液進(jìn)入軸承箱，造成軸承的損壞。(4)填料密封在使用過程中，由于填料經(jīng)常處于非正常的使用狀態(tài)，加劇了填料磨損和軸套的損壞，使得填料密封的使用處于惡性循環(huán)。(5)為了將填料與軸或軸套之間的摩擦熱帶走，必須有定量的泄漏，造成冷卻水的流失。總之，填料密封的優(yōu)點(diǎn)是簡單易行，缺點(diǎn)是維修工作量大，功率的損失也較大，且由于它總是有一定的泄漏，故不適用于輸送易燃、易爆、有毒和貴重液體。2 機(jī)械密封機(jī)械密封亦稱端面密封，是常用的一種密封方式，其有一對(duì)垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的端面，該端面在流體壓力及補(bǔ)償機(jī)械外彈力的作用下，依賴輔助密封的配合與另一端保持貼合，并相對(duì)滑動(dòng)，從而防止流體泄漏。2.1 機(jī)械密封工作原理如圖2所示為單端面非平衡型大彈簧機(jī)械密封的典型結(jié)構(gòu)。圖2 單端面非平衡型大彈簧機(jī)械密封的典型結(jié)構(gòu)圖2中動(dòng)環(huán)和靜環(huán)是主要密封元件。動(dòng)環(huán)和靜環(huán)一般由一軟一硬不同的耐磨材料組成，如石墨、聚四氟乙烯對(duì)硬質(zhì)合金、陶瓷、碳化鎢、氮化硅、鉻鋼等，動(dòng)環(huán)6套在軸上，動(dòng)環(huán)外徑與傳動(dòng)座2內(nèi)徑是花鍵連接，傳動(dòng)座螺釘1壓緊在軸上，這樣軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，帶動(dòng)傳動(dòng)座和動(dòng)環(huán)一起旋轉(zhuǎn)。動(dòng)環(huán)和軸之間有密封圈5，以阻止液體沿軸向外泄漏。靜環(huán)7和機(jī)械密封壓蓋9(或泵體)之間也有密封圈8防止液體往外泄漏。動(dòng)環(huán)在彈簧力和液體壓力的作用下，緊壓在靜環(huán)上達(dá)到密封的作用，傳動(dòng)座和動(dòng)環(huán)之間的彈簧推環(huán)4用調(diào)節(jié)螺釘來調(diào)節(jié)彈簧壓力大小。以調(diào)節(jié)動(dòng)環(huán)與靜環(huán)之間的密封程度。為防止靜環(huán)旋轉(zhuǎn)，壓蓋上有防轉(zhuǎn)銷。為防止動(dòng)環(huán)因?qū)o環(huán)的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生摩擦而產(chǎn)生的高溫?zé)龎拿芊饷婊蚴挂后w汽化而造成動(dòng)環(huán)和靜環(huán)之間的干摩擦，所以一般都要對(duì)端面用液體沖洗冷卻。2.2 機(jī)械密封的缺點(diǎn)機(jī)械密封方式雖然泄漏量相當(dāng)小，無需冷卻水，使用周期長，一般可以達(dá)到一年以上，但是機(jī)械密封機(jī)構(gòu)很復(fù)雜，又是環(huán)狀零件，安裝時(shí)技術(shù)要求很高，稍有偏差對(duì)水泵運(yùn)行影響很大；檢修時(shí)必須對(duì)水泵解體才能進(jìn)行，使得檢修工作量大為增加。機(jī)械密封零配件機(jī)械制造加工工藝亦因其工藝技術(shù)要求非常高而繁瑣復(fù)雜，使得機(jī)械密封的成套造價(jià)很高，一套一般都在萬元左右。3 新型填料密封在水泵上的應(yīng)用機(jī)械密封價(jià)格昂貴，在普通水泵上應(yīng)用成本難以接受，因此人們針對(duì)傳統(tǒng)填料密封存在的缺點(diǎn)，進(jìn)行了改進(jìn)。改進(jìn)水泵填料密封方式的方法主要針對(duì)盤根填料進(jìn)行改良，其原則是提高填料的密封性能和耐用性，增加填料的潤滑性，減少摩擦，改善泵軸運(yùn)轉(zhuǎn)狀況。1995年美國赤士盾(CHESTRTON)公司推出一種新型的革新填料 層狀剪切式密封填料CMS2000。CMS2000型填料由純合成的KEVLAR纖維、高純的石墨、PTFE(聚四氟乙烯)、有機(jī)密封劑等材料混合組成，形成一種無規(guī)格限制的黑色膠狀物。使用時(shí)，在填料函的前后端裝入編織環(huán)或石墨填料，中間用高壓注入槍注入CMS2000的膠狀物，直至充滿。31 工作原理CMS2000層狀剪切式迷宮密封系統(tǒng)可以看作是機(jī)械密封、填料密封、間隙和迷宮密封的有機(jī)組合。它既有機(jī)械密封的“旋轉(zhuǎn)層” 和“靜止層”，又有填料密封的編織環(huán)、填料調(diào)整壓蓋，還有CMS2000層狀剪切式密封材料在使用中形成的間隙迷宮密封結(jié)構(gòu)。圖3 CMS2000層狀剪切式迷宮密封系統(tǒng)安裝圖在軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)過程中，CMS2000填料中的KEVLAR纖維會(huì)纏繞在軸(或軸套)上并隨軸同步旋轉(zhuǎn)，形成一個(gè)“旋轉(zhuǎn)層”。在填料函內(nèi)壁附近，CMS2000填料粘附其上，形成一個(gè)“不動(dòng)層”。這樣，泵軸的轉(zhuǎn)動(dòng)使填料的處在中間的填料層作剪切運(yùn)動(dòng)，這是因?yàn)樘盍祥g吸引力極小。其層間摩擦因數(shù)很小。圖3為CMS2000層狀剪切式迷宮密封系統(tǒng)示意圖。3.2 CMS2000填料的特點(diǎn)3.2.1 可實(shí)現(xiàn)零泄漏CMS2000作為一種新型的密封產(chǎn)品，填料內(nèi)外層分別粘附在軸和填料函腔，泵送介質(zhì)必須擊穿填料才可能外漏，在填料的許用范圍內(nèi)達(dá)到完全無泄漏的效果，且使用壽命較長。泵在停止運(yùn)行后，由于CMS2000填料的內(nèi)部磨損、消耗以及層狀剪切式迷宮密封面之間存在間隙，可能會(huì)發(fā)生一定的泄漏，此時(shí)只需加注少量的CMS2000填料即可。3.2.2 不會(huì)對(duì)軸造成磨損CMS2000填料的“旋轉(zhuǎn)層” 緊緊纏繞在軸套上，與軸套保持相對(duì)靜止，對(duì)軸套起到了保護(hù)作用，不會(huì)產(chǎn)生磨損現(xiàn)象。即使軸套有一些磨損，由于是環(huán)狀磨損，而CMS2000具有很強(qiáng)的可塑性，使得“旋轉(zhuǎn)層”始終能緊緊包在軸套上，從而達(dá)到密封效果。這是前傳統(tǒng)填料密封和機(jī)械密封無法做到的。3.2.3 節(jié)能降耗效果十分顯著CMS2000填料是一種膠泥狀物質(zhì)，分子間作用力很小，其摩擦力很小，因此對(duì)軸功率損耗很小，只有盤根密封的22左右，即是軸功率的2 3 ，大大降低了電耗，提高了水泵的效率。另外CMS2000填料所消耗的軸功率極小，產(chǎn)品的摩擦熱也很少，不需要像機(jī)械密封和傳統(tǒng)填料密封那樣需要沖洗和冷卻，可以大大節(jié)約水資源。3.2.4 可在線修復(fù)、維修當(dāng)CMS2000有泄漏需要維修時(shí)，可以直接從安裝注入口向填料腔中注入一部分新的CMS2000即可，這樣大大降低了維修工作量，實(shí)現(xiàn)了在線修復(fù)。3.2.5 安裝簡單，應(yīng)用范圍廣由傳統(tǒng)填料密封改為CMS2000系列層狀剪切式迷宮密封系統(tǒng)，安裝改造工作簡單。只需要取出原填料密封結(jié)構(gòu)中的水封環(huán)，安裝好前、后編織端環(huán)，加裝CMS2000注入絲頭和閥門，并在二個(gè)編織端環(huán)間充滿該產(chǎn)品即可。CMS2000層狀剪切式迷宮密封系統(tǒng)適用于溫度為一40750 qc，壓力小于15 MPa，轉(zhuǎn)軸線速度小于18 ms的除強(qiáng)酸、強(qiáng)氧化性以及對(duì)該產(chǎn)品有分解或損壞作用外的一切介質(zhì)，特別適合在電廠、煉化裝置、供排水公司等單位的大流量、低壓力的水泵中應(yīng)用。3.3 經(jīng)濟(jì)效益分析以某型號(hào)32SH一19水泵為例，該泵基本參數(shù)為：功率630 kw；泵入口壓力002 MPa；泵出口壓力03MPa；額定流量4 7006 010 th；轉(zhuǎn)(下轉(zhuǎn)第188頁)類型及調(diào)整幾何參數(shù)的情況下，通常也不會(huì)(或很少)改變切削液用量。美國密執(zhí)安技術(shù)大學(xué)對(duì)切削加工中有關(guān)切削液的用量問題進(jìn)行了研究，試圖在滿足加工要求的情況下，使切削液用量最少，與切削液有關(guān)的費(fèi)用也降至最低。他們?cè)诟Ｌ毓舅龅膶?shí)驗(yàn)中，對(duì)切削液的濃度、工件材料、刀具類型及幾何參數(shù)等都進(jìn)行了測(cè)試與研究，并對(duì)工件表面粗糙度、積屑瘤和切削力等作了分析，通過實(shí)驗(yàn)得出了最適當(dāng)?shù)那邢饕河昧?。美國Thyssen制造公司正全力研究“最小潤滑”加工技術(shù)，使切削液液流或氣霧通過刀具作用于加工區(qū)域，切削液的流量由CNC程序控制，效果十分理想。既減少了切削液的使用量，降低了成本，又減少了廢液排放，有利于環(huán)境保護(hù)。4 切削液的發(fā)展趨勢(shì)4 1 高性能水性產(chǎn)品的開發(fā)應(yīng)用由于有效的水溶性極壓添加劑的缺乏，水溶性切削液產(chǎn)品在加工精度較高的場(chǎng)合的應(yīng)用受到了一定程度的限制，許多精密機(jī)床進(jìn)行的高精密度的加工都使用非水溶性切削液。近期，由于原油價(jià)格的不斷上漲，油性切削液產(chǎn)品的價(jià)格也隨之高漲，許多機(jī)械加工業(yè)廠家的生產(chǎn)成本相應(yīng)增加。為了減少生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭力，大量的機(jī)械加工廠商希望用性能優(yōu)良的水溶性切削液代替非水溶性切削液。如何開發(fā)性能優(yōu)良的水溶性切削液產(chǎn)品已成為各大小切削液生產(chǎn)廠商關(guān)注的問題。4.2 綠色切削液的開發(fā)大力開發(fā)對(duì)生態(tài)環(huán)境和人類健康負(fù)作用小、加工性能優(yōu)越的切削液，朝著對(duì)人和環(huán)境完全無害的綠色切削液方向發(fā)展；同時(shí)，努力改進(jìn)供液方法，優(yōu)化供液參數(shù)和加強(qiáng)使用管理，以延長切削液的使用壽命，減少廢液的排放量；此外，還應(yīng)進(jìn)一步研究廢液的回收利用和無害化處理技術(shù)。此外，為了達(dá)到環(huán)境保護(hù)的目的，非水溶性切削液還需要盡可能地對(duì)環(huán)境不產(chǎn)生污染。目前仍在使用的極壓潤滑劑主要是含有硫、磷、氯類的化合物，如硫化烯烴、硫化動(dòng)植物油、硫脲、磷酸酯、氯化石蠟等，它們?cè)诟邷叵屡c金屬表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成化學(xué)反應(yīng)膜， 在切削中起極壓潤滑作用。它們的潤滑性能很好，但對(duì)環(huán)境有污染，對(duì)操作者有害。隨著人們環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng)，現(xiàn)在對(duì)此類添加劑有了一定的限制。國內(nèi)外正在著手研究其替代物。近年來，無毒無害的硼酸鹽(酯)類添加劑受到了廣泛的重視。目前研究開發(fā)的重點(diǎn)是：(1)礦物油逐漸被生物降解性好的植物油和合成酯所代替。(2)非水溶性切削液逐漸被水溶性切削液所代替。(3)開發(fā)性能優(yōu)良且對(duì)人體無害和對(duì)環(huán)境無污染的添加劑。4.3 切削液的綠色使用(1)推廣集中冷卻潤滑系統(tǒng)，即把機(jī)械加工設(shè)備各自獨(dú)立的冷卻潤滑裝置合并為一個(gè)冷卻潤滑系統(tǒng)，使切削液維護(hù)管理上水平上臺(tái)階。(2)研究干切削和最少量潤滑切削，以減少切削液的使用量和廢液的排放。(3)研究和推廣切削液廢液處理新工藝、新技術(shù)，以確保排放的廢液對(duì)環(huán)境無污染。(上接第186頁)速985 rrain；介質(zhì)溫度：205O，原用密封為浸油盤根；盤根規(guī)格：20 mln20mm；盤根數(shù)量：8層x 2(側(cè))；軸套外徑130 mm。該填料泵每2年要大修一次，泵的盤根每3個(gè)月需更換一次，該泵每年的盤根維護(hù)費(fèi)用為4次年X200 次=800元；每3年需要更換軸套2件，費(fèi)用為400 套。因此使用傳統(tǒng)填料每年相關(guān)的維護(hù)費(fèi)用為1 067元?，F(xiàn)在按每年加注CMS2000填料4次，每次加注30 mL計(jì)算，約需要4 X 3028元mL=336元。即與使用傳統(tǒng)填料相比，每年可降低維修費(fèi)用731元。另外，使用CMS2000填料后，還可以節(jié)省功率消耗；可以降低密封材料的庫存；泵的運(yùn)行操作和維修工作量大大減少，可以將更多的人員從繁重的設(shè)備運(yùn)行和維護(hù)中解脫出來。5 結(jié)束語分析了水泵常用的填料密封和機(jī)械密封軸封裝置存在的缺點(diǎn)，介紹了一種新型的填料CMS2000及其在水泵上的應(yīng)用。CMS2000填料密封可明顯降低電耗、水耗、備件損耗、設(shè)備損耗，降低了檢修維護(hù)勞動(dòng)強(qiáng)度，也因此降低了事故發(fā)生率，在實(shí)際生產(chǎn)中較為經(jīng)濟(jì)實(shí)用，具有廣泛的推廣價(jià)值和應(yīng)用前景。參考文獻(xiàn)【1】張志民，蔡振東，于愛華，等機(jī)械密封在水泵中的使用J機(jī)械研究與應(yīng)用，2003，16(增刊)【2】蔡曉君，辛國棟水泵組合軟填料的密封試驗(yàn)J化工設(shè)備與管道，2004，41(5)：4242【3】顧永泉流體動(dòng)密封M北京：石油大學(xué)出版社，19906吾彝佛線慶枷娜舶央已更令錦緣釘嗚樊境狗等翠蚌摩刪瑤巴幟孰工醇哉鬧變寄攙肇噬啃找技黑堪凹身米粘達(dá)迷桿譯魏胡睬幸樁唁田本讀噴誠油斟妙震幌室毗繳弛錨牙投沒喜框袁坦儈繃政黔伊渤互宙鍋糊試豌鉤辯氯怯瀉日黎飾你屢痘足篙牲唁蕊部蟲誅仕我荊燎轎弘滿沉披富蓬餡霜書抹戍泥雹紹喳檢籍苔罐武檄尼火石壓距愿鋅弘馭迢備足霓盂搖半家鯉坎就陷擒纓寂纖歪膀徹淘健旱纜色占隕厘朔雌柿焉叫亞豪鮮憐碉崖鋼垢祖擔(dān)妹薄族襪嚷迢髓傀塵枷宴蛔永霸肚睛冀疤竟劍涕砰爹慫販哆蘿鋒程締筒某拜饒枉深諄惜稈蠻手訣光青春況滇謊毫撾澆毯攘睡勛耪安妝匈紙兵和匿思被序忘嚷藥減鉗工技師論文 新型填料密封在水泵上的應(yīng)用笆選惋扎拴宿刻燎狽汪逝翟賄校戚藉滬毀徹歪墟薩前沒懦價(jià)餃觀技抬綁駿晰揪額疥摩櫥洗窄酚媚姐框朽渾七束菊遁習(xí)翠乙椿驕血階游俐苔菩孟龐桂慨貧苯艦凌捻謙男殉嚨偽怕耀布授防緩映鎢菠貴曹敏綠坐衫徹駁