填料密封簡介、填料密封改機械密封

1、第10章 填料密封簡介、填料密封改機械密封1、填料密封簡介，填料密封是一種最古老的密封方式，在中國已有上千年的歷史。它最早是以棉、麻等纖維填塞在泄漏通道內來阻止液流泄漏，主要用作提水機械的密封。國外遲至1782年才使用填料，當時作為蒸汽機的軸封，用與壓力在0.05mpa的蒸汽。由于填料來源很廣，加工容易，價格低廉，密封可靠，填料密封操作簡單，所以沿用至今。由于密封填料有了很大的發(fā)展，在材料、結構型式及各種特性方面都有極大的改善，所以在機械行業(yè)中，填料密封應用很廣。填料密封主要用作動密封。它廣泛用作離心泵、壓縮機、真空泵、攪拌等轉軸密封，往復式壓縮機、制冷機的往復運動軸封，以及各種閥門閥桿的旋動

2、密封等。為了適應上述設備的工作條件，填料密封必需具備下列條件： 有一定的塑性，在壓緊力作用下能產生一定的徑向力并緊密與軸接觸。 有足夠的化學穩(wěn)定性，不污染介質，填料不被介質泡脹，填料中的浸漬劑不被介質溶解，填料本身不腐蝕密封面。 自潤滑性能良好，耐磨，摩擦因數(shù)小。 軸存在少量偏心時，填料應有足夠的浮動彈性。制造簡單，填裝方便。填料的種類很多，可以從其功用方面、構造方面和材料方面分類，最常用的有下列四類：絞合填料、編結填料、塑性填料、金屬填料。2、填料密封的機理 填料裝入填料腔以后，經壓蓋對它作軸向壓縮當軸與填料有相對運動時，由于填料的塑性，使它產生徑向力，并與軸緊密接觸。與此同時，填料中浸漬的

3、潤滑劑被擠出，在接觸面之間形成油膜。由于接觸狀態(tài)并不是特別均勻的，接觸部位便出現(xiàn)“邊界潤滑”狀態(tài)，稱為“軸承效應”；而未接觸的凹部形成小油槽，有較厚的油膜，接觸部位與非接觸部位組成一道不規(guī)則的迷宮，起阻止液流泄漏的作用，此稱“迷宮效應”。這就是填料密封的機理。顯然，良好的密封在于維持“軸承效應”和“迷宮效應”。也就是說，要保持良好的潤滑和適當?shù)膲壕o。若潤滑不良，或壓得過緊都會使油膜中斷，造成填料與軸之間出現(xiàn)干摩擦，最后導致燒軸和出現(xiàn)嚴重磨損。為此，需要經常對填料的壓緊程度進行調整，以便填料中的潤滑劑在運行一段時間流失之后，再擠出一些潤滑劑，同時補償填料因體積變化所造成的壓緊力松弛。顯然，這樣經

4、常擠壓填料，最終將使浸漬劑枯竭，所以定期更換填料是必要的。此外，為了維持液膜和帶走摩擦熱，有意讓填料處有少量泄漏也是必要的。3、填料密封的種類、要求及其使用條件密封填料的分類，填料按物理特性可分為彈塑性接觸動密封填料和非彈性接觸動密封填料兩大類，各類按結構又分若干種。對填料密封的要求： 耐腐蝕：填料要與介質直接接觸，填料的接觸部位不產生點蝕和腐蝕。 密封性好：在介質壓力作用下不得有泄漏，不論在正常運行期或負荷急劇變化時，填料都能保持密封。 工作可靠、耐沖蝕：即使有微量滲漏，也不至迅速發(fā)展成跑冒泄漏。 壽命長：在高溫條件下石棉損失小、不變質，填料的彈性可填料對軸的摩擦力小。封液環(huán) 安裝方便：對填

5、料安裝的技術要求低。圖101圖101軟填料密封裝置填料底套填料填料箱體壓蓋4、填料的合理裝填填料的合理裝填應按下列步驟進行： 清理填料腔，檢查軸表面是否有劃傷、毛刺等現(xiàn)象，填料腔應做到潔凈，軸表面應光滑。 用百分表檢查軸在密封部位的徑向跳動量，其公差應在允許范圍內。 填料腔內和軸表面應涂密封劑或與介質相適應的密封劑。 對成卷包裝的填料，使用時應先取一根與軸徑同尺寸的木棒，將填料纏繞在其上，再用刀切斷，切口最好呈45度斜面，對切斷后的每一節(jié)填料，不應讓它松散，更不應將它拉直，而應取與填料同寬度的紙帶把每節(jié)填料呈圓圈形包扎好，置于潔凈處。 裝填時應一圈一圈裝填，不得同時裝填幾圈。方法是取一圈填料，

6、將紙帶撕去，涂以潤滑劑，再用雙手各持填料接口的一端，沿軸向拉開，使之呈螺旋形，再從切口處套入軸徑，注意不得沿徑向拉開，以免接口不齊。 取一只與填料腔同尺寸的木質兩半軸套，合于軸上，將填料推入腔的深部，并用壓蓋對木軸套施加一定的壓力，使填料得到預壓縮。預壓縮量約為510最大到20再將軸轉動一周，取出木軸套。 以同樣的方法裝填第二圈、第三圈。但應注意：2圈填料時，接口位置錯開180度，3圈填料時應使接口相互錯開120度4圈填料時錯開90度以防通過接口泄漏。對于金屬帶纏繞填料，應使纏繞方向順著軸的轉向。 最后一圈填料裝填完畢后，應用壓蓋壓緊，但壓緊力不宜過大。同時用手轉動主軸，使裝配后的壓緊力趨于拋

7、物線分布，然后將壓蓋稍放松，裝填即算完畢。應當指出，裝填最后一圈填料后，若壓緊力過大，填料的塑性與填料腔的摩擦力起阻止作用，使壓緊力不能傳遞至填料的深處，特別是軟填料更是如此。于是靠近壓蓋的23圈填料承受了絕大部分的壓緊力，形成很大的徑向力，因此出現(xiàn)異常摩擦，加之該處的潤滑劑被大量擠出，不需要運行很長時間，即出現(xiàn)異常磨損。此外，在全部填料一次裝填、一次壓緊時，也會出現(xiàn)這種現(xiàn)象，應切實加以糾正。最后進行的運轉試驗，以檢查是否達到密封要求和驗證發(fā)熱程度。若不能密封，可再將填料壓緊一些；若發(fā)熱過大，將它放松一些。如此調整到只呈滴狀泄漏和發(fā)熱不大時為止（填料部位的溫升只能比環(huán)境溫度高3040）才可正式

8、投入使用。5、填料的合理使用填料在使用過程中應注意下列事項： 經常檢查泄漏情況，如發(fā)現(xiàn)泄漏量超過允許值時，應及時壓緊調整。 軸的磨損、彎曲或嚴重偏心是造成泄漏的主要原因。故應定期檢查軸承是否損壞，并盡可能將填料腔設在軸承不遠處。軸的允許徑向跳動量最好在0.03 0.08范圍內轉動機械的轉子的不平衡量應在允許范圍內，以免振動過大。 軟硬不同的填料組合使用有良好的密封效果，但裝填時硬填料應在深部，軟填料應在壓蓋附近，且軟硬應交替放置。 液封環(huán)的兩側（包括外加注油孔的兩側）應裝同硬度的填料。當介質不潔凈時，應注意液封環(huán)處不得被堵塞。 填料應定期更新，拆卸填料時注意不得劃傷填料腔內壁和軸表面。 當填料

9、寬度與填料腔的寬度不符時，嚴禁用錘子敲扁。正確的方法是將填料置于平整潔凈的平臺上用輥子壓碾。 當從外部注入潤滑油和對填料腔進行冷卻時，應保證油路、水路暢通。注入的壓力只需略大于填料腔內的壓力即可。通常取其壓差0.05mpa0.1mpa6、填料密封的故障的解決填料密封磨損后，產生泄漏可擰緊填料壓蓋螺栓減少泄漏。使用一定周期要更換填料，故障的排除方法如下： 故障現(xiàn)象，填料被擠進軸件和殼體或壓蓋之間的間隙中故障原因，設計間隙過大或部件磨損，軸與軸承不同軸。排除辦法，減小間隙，檢查同軸度 故障現(xiàn)象，填料外表面被研傷延壓蓋外側泄漏故障原因，由于填料外徑太小，故不能固定而隨軸旋轉。排除辦法，檢查殼體和填料

10、尺寸。 故障現(xiàn)象，靠近壓蓋側的填料環(huán)亞的太緊 故障原因，填料裝的當排除辦法，仔細更換重裝 軸件沿其長度嚴重磨損 故障原因，潤滑失效排除辦法，更換適當?shù)臐櫥瑒┎牧匣蜣D入能補給潤滑劑的燈籠環(huán)。 故障現(xiàn)象，泄漏量太大故障原因，填料膨脹破壞填料環(huán)切的太短或裝配錯誤，軸件偏心，填料盒膨脹。排除辦法，更換一種相容性好的填料，如采用包泊式填料，可檢查轉動方向與泊重疊的方向一致。更換能抗密封介質作用的填料，檢查軸的振擺，檢查軸的同軸度等。7、填料密封的主要要求如下： 在壓蓋的壓力下有足夠塑性，填充所有的松孔，縫隙、從而堵塞密封。 不受密封介質和氣體或潤滑液的侵蝕。 磨損速度低能經歷較長的時間才需要調整，并經過

11、多次調整后才需要更換填料。不會有研傷對軸沒有腐蝕。8、填料密封如何維修 應采用高質量的填料材料。如石棉填料、將它切斷成環(huán)，并足夠的銀色片片狀的石墨加以涂擦（含碳量小于）90環(huán)在填料函內要使環(huán)的接頭成45度分布在整個圓周上。并以90度角錯開。 軸的表面粗糙度。為了填料密封工作良好，軸的表面要有很高的質量。如果軸的表面有刀痕，高低不平，飛翅及類似缺點，則填料密封就不能保證必要的密封性。因此，填料密封工作良好的條件是，軸表面粗糙度0.8um。 填料應均勻的壓緊。壓緊填料是應均勻的進行，壓蓋不得偏斜，應定期盤車，并同時檢驗填料的咬緊程度。9、毛氈密封結構毛氈密封結構是填料密封結構中最簡單的一種形式，通

12、常用于防塵，它的內徑小于軸的外徑要有1mm的過盈量。對密封要求嚴格時，可并排使用兩道毛氈，防止?jié)櫥吐┏?，是離心泵的軸承箱軸承側蓋常用的一種密封形式。靠近內部是防止?jié)櫥托孤?，靠近外部的一道毛氈，是防止灰塵滲入。毛氈具有天然的彈性，而且本身呈松孔海綿狀，可儲存潤滑油。軸旋轉時，毛氈又將潤滑油從軸上刮下，反復自我潤滑。如使用兩道毛氈，則兩道毛氈之間的空間還可存有更多潤滑油改善工作條件。毛氈槽內也可不裝毛氈，而裝以截面為S形的橡膠圈如圖102如果有兩道毛氈槽，也可在靠近內部安裝S形橡膠圈，靠近外側安裝毛氈也可兩側都安裝S橡膠圈。圖102是一道槽的示意圖，用S形橡膠圈代替毛氈結構1形橡膠圈 2軸 3

13、殼體實際上軸承側蓋的密封方式最好是磁力密封結構。二、填料密封改機械密封隨著機械密封性能的不斷的提高，在許多場合下，填料密封已被機械密封所代替。對原來的填料密封改機械密封，首先應按操作條件，分析改裝的可能性。當系統(tǒng)終許多機械因素不正常時，使用機械密封也可能失效，但機械密封一旦失效難以采取應急措施，這種情況下不宜改機械密封。離心泵用填料密封，其填料的徑向厚度大體是軸徑的1/5分別為6、8、10mm。一般化工泵由填料密封改機械密封時，首先要校對所用機械密封是否能裝入，如果不能裝入可以加工擴大填料腔尺寸，但是要保證填料腔的機械強度。一般DY型多級泵的填料密封改機械密封都需要擴大填料腔的內徑尺寸，填料腔

14、的內徑必須比機械密封的最大外徑大25mm。然后確認以下有關尺寸：確認密封腔的尺寸減小軸套外經尺寸擴大密封腔尺寸減小泵軸的尺寸，當密封腔的內徑不允許擴大時，如殼體壁薄或壓蓋螺絲限制等可考慮減小軸的外徑，應視具體情況而定，特別要考慮軸的剛度。三、采用外裝式機械密封采用外裝式機械密封，一般不受密封腔尺寸的限制，但是必須有足夠的軸向尺寸?？刹捎幂S向尺寸交小的密封或將密封腔車短等辦法。要根據(jù)具體情況而定。外裝式機械密封安裝方便可在不拆泵的情況下調整密封壓縮量，適用于作壓力0.5MPa，線速度15m/S。外裝式機械密封于內裝式機械密封沒有太大的差異，一般外裝式機械密封有152型、WB2型169型等只要軸向尺寸允許就可以改造。四、壓蓋的設計離心泵用機械密封代替填料密封，壓蓋應進行改造。旋轉式機械密封的壓蓋是用來支承靜環(huán)的，內裝式機械密封的壓蓋是來支承補償環(huán)組件的。因此，壓蓋應按所支承的密封環(huán)件的幾何形狀、尺寸以及泵殼連接部位來設計的。壓蓋的設計要考慮工作環(huán)境的影響，即沖洗、冷卻、隔離措施等。當選擇內裝密封的尺寸比密