第18課機械密封的結(jié)構(gòu)及原理

第十課機械密封的基礎(chǔ)知識一、適用范圍適用于旋轉(zhuǎn)軸用機械密封安裝，以臥式離心泵用機械密封安裝為基準(zhǔn)，機械密封為內(nèi)裝、接觸式，轉(zhuǎn)速不超過5000轉(zhuǎn)/分或端面速度≤25米/秒，密封工作溫度在-40℃~260℃或介質(zhì)溫度低于400℃，其它設(shè)備用機械密封安裝可參考使用。二、安全建議安裝機械密封前，必須保證相關(guān)設(shè)備、系統(tǒng)均已停用和處于非工作狀態(tài)，并且已達(dá)到環(huán)境溫度，有壓部分已泄到常壓，保證機械密封安裝過程中人身安全。三、安裝步驟：1．準(zhǔn)備好所要安裝的密封后，查閱密封工作圖，注意拆泵時各件拆裝順序。拆泵，將舊的填料或機封拆除。2．檢查泵上與軸套、壓蓋相接觸的金屬件表面是否完好。3．為了避免非金屬元件（如"○"圈）的損傷，應(yīng)在有非金屬元件滑過的所有臺肩部位加工出2x30°倒角，所有尖角倒圓并修光滑（如圖一），在鍵槽或沉孔處倒掉所有棱角，有密封圈滑移的直徑處金屬表面粗糙度Ra應(yīng)小于0.8μm，靜密封圈處的金屬表面粗糙度Ra應(yīng)小于3.2μm。4．清潔密封腔體，并檢查各安裝表面是否有損傷痕跡。5．檢查與機械密封相關(guān)的安裝連接尺寸是否與機械密封工作圖相符。6．校核密封腔體中旋轉(zhuǎn)件及靜止件的軸向及徑向跳動，不超過國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定極限值。軸端部跳動小于0.1mm,（如圖二）軸徑向跳動小于0.03-0.05mm.,（如圖三）密封腔止口端面與軸的垂直度小于0.05mm。（如圖四）如果達(dá)不到上述要求，應(yīng)更換軸承或調(diào)整相關(guān)部件。7、擦凈各部件，對滑移部位添加潤滑劑，該潤滑劑要與密封材料及介質(zhì)相容。推薦使用潤滑劑：肥皂水、水、硅潤滑脂、乙二醇或甘油。機械密封的裝配1．機械密封的裝配要求在干燥、清潔的環(huán)境中進(jìn)行。2．拆開機械密封包裝，注意密封端面不可與硬物相碰。3.依據(jù)密封工作圖，確定密封工作長度L3（以符合DIN24960的C8U型機械密封為例）(見圖五）。3.1密封彈性組件（包括動環(huán)）的工作長度是經(jīng)過計算的，即在規(guī)定的運行壽命內(nèi)能保持合適的端面比壓及彈性補償量的長度。工作長度與其自由狀態(tài)的長度差值，即是密封的壓縮量，安裝中，需計算得出實際壓縮量?？筛鶕?jù)使用經(jīng)驗對密封壓縮量進(jìn)行少量增減，否則必須保證密封工作圖尺寸。盲目或過大增減壓縮量、不按密封工作圖尺寸安裝將導(dǎo)致密封不能工作或過早失效。4、測量壓蓋尺寸A（含止口墊）后(見圖六)，將靜環(huán)及靜環(huán)密封圈裝至壓蓋內(nèi)，并注意靜環(huán)后部的槽對入壓蓋上的防轉(zhuǎn)銷。如果靜環(huán)密封圈是“O”形圈，可將密封圈表面涂潤滑劑后，套到靜環(huán)上，再將靜環(huán)放平用手壓入壓蓋。如果靜環(huán)密封圈是聚四氟乙烯或柔性石墨，則先將密封圈裝到靜環(huán)上，平放到壓蓋內(nèi)，對準(zhǔn)壓蓋上的防轉(zhuǎn)銷，注意密封圈內(nèi)外圓上倒角方向有利于安裝。端面平墊軟布，用壓力機或鉆床等類似能產(chǎn)生壓力的機械將靜環(huán)緩慢壓入壓蓋，端面加力必須均勻，并測量尺寸E是否符合要求且一致（見圖七）。不可對靜環(huán)局部用力，不允許對靜環(huán)敲擊。如果壓不動或壓力很大，應(yīng)立即停止，測量壓蓋、密封圈及靜環(huán)尺寸，對不合適的尺寸進(jìn)行修整后再裝配。5、參照機封工作圖，計算出B（=L1K-A）值。6、在軸套上按B值位置固定動環(huán)組件(見圖八)，其他類似機封亦可按相同辦法計算安裝。注意：一些機械密封軸套上已刻有B值線或軸套上有定位臺階(圖九)，這樣機械密封安裝時僅需校核L3尺寸即可。7.清潔密封端面，將已安裝動環(huán)及軸封的軸套和已安裝靜環(huán)及止口密封圈的壓蓋小心合在一起，把端面貼和。如果是帶限位板的集成式密封，此時可將限位板安裝固定好。再將剩余零件安裝，需要緊固的，應(yīng)均勻擰緊螺釘。軸套緊固方式若采用螺母（即傳動環(huán)）緊固鍵傳動形式（通常是雙支撐泵），要選準(zhǔn)螺紋旋向，即軸套緊固螺母擰緊方向與軸的旋向相反（見圖十），注意此種情況必須有鍵傳動軸套。8．一般懸臂泵的軸套直接用葉輪壓緊固定，用鍵傳動。安裝時，可根據(jù)顧客習(xí)慣，先將整套密封套裝到軸上，再裝泵蓋固定密封壓蓋。也可以先將整套密封裝到泵蓋上并固定密封壓蓋，再裝到泵軸上。注意軸封墊和壓蓋墊要安裝到位。將泵蓋與懸架固定后，可裝葉輪鍵、葉輪等其它件。9、安裝雙支撐泵的密封，將整套密封從軸端套入緩慢推到密封腔中，注意軸套鍵槽要對準(zhǔn)軸上的鍵，類似圖十七結(jié)構(gòu)的密封，要將軸套推到位后固定壓蓋，軸封圈需待壓蓋固定后安裝。類似圖十六結(jié)構(gòu)的密封，將整套密封推到位，壓蓋進(jìn)入止口并壓住壓蓋墊后固定壓蓋。對于用傳動環(huán)定位和傳動的軸套或用脹緊圈固定傳動的軸套，均勻擰緊傳動環(huán)上螺釘固定軸套。最后不要忘記拆移限位板。10、安裝帶泵送環(huán)的雙端面或串聯(lián)機封時，先按密封工作圖組裝密封和分步安裝密封，軸向螺旋泵送環(huán)需注意旋向與工作圖一致，在圖十一中，從A向看，如果軸是順時針旋轉(zhuǎn)，應(yīng)安裝左旋泵送環(huán)，反之為右旋泵送環(huán)。使用徑向泵送環(huán)的機封，安裝時注意壓蓋上緩沖液出口方向與軸旋向一致，應(yīng)有利于緩沖液流出。11．緊固固定壓蓋的螺母時，要均勻擰緊各螺母，以免壓蓋偏斜。緊固螺母后注意檢查壓蓋與軸之間間隙是否均勻，如果有干涉，需拆卸調(diào)整，以免導(dǎo)致密封損傷。12．組裝泵其余各件，安裝完畢后。轉(zhuǎn)動泵軸，檢查靜環(huán)、壓蓋與軸套之間和旋轉(zhuǎn)件與密封腔之間有無摩擦，泵軸轉(zhuǎn)動一周應(yīng)感覺用力均勻。如轉(zhuǎn)不動軸或轉(zhuǎn)一周局部用力很大，則應(yīng)檢查密封是否存在安裝問題，必要時應(yīng)拆泵查找問題后重裝。13．依據(jù)泵或密封工作圖，連接密封輔助系統(tǒng)管線，同時要保證管路系統(tǒng)清潔，保證機封工作環(huán)境整潔，注意管路排布，防止局部滯留氣體影響循環(huán)。注意：1．機械密封的安裝步驟與所使用設(shè)備的結(jié)構(gòu)緊密相關(guān)，應(yīng)結(jié)合設(shè)備特點安裝。2．安裝各部分零件時，應(yīng)細(xì)致均勻的用力，以防止端面變形及脆性元件的損壞。3．不要對密封端面使用潤滑劑。4．乙丙橡膠材質(zhì)不可接觸礦物油。5．安裝聚四氟乙烯的密封圈時，應(yīng)耐心細(xì)致并均勻用力，以防其損傷。安裝聚四氟乙烯V型圈時，應(yīng)特別注意V型刃口，避免折疊及翻轉(zhuǎn)。刃口朝向壓力高的方向。6．安裝柔性石墨軸向擠壓密封圈或平墊類密封圈，需保證圓周范圍內(nèi)軸向緊固力均勻。四．操作1．將泵的入口閥打開，引入介質(zhì)，在有一定靜壓情況下觀察密封情況。2．緩慢轉(zhuǎn)動泵軸，觀察密封有無泄漏。如果出現(xiàn)較大的泄漏，則可能存在密封安裝或其他問題，應(yīng)拆開密封仔細(xì)查找原因，排除后重裝。3．如果情況良好，即可啟泵。對于高溫介質(zhì)的泵，需按要求緩慢加溫，待密封腔達(dá)到合適溫度后才可以啟泵。注意打開輔助系統(tǒng)閥門，使輔助系統(tǒng)良好的工作。4．啟動泵初期，可能存在微小的滲漏，但是滲漏逐漸減少則可正常使用，而滲漏不斷增加則說明有安裝錯誤或密封有問題，應(yīng)停止運行，拆泵查找原因，重新裝配密封。五．密封拆卸密封的拆卸與安裝步驟相反，可在密封上的拆卸槽或非密封面上用力，注意保護(hù)再利用的零部件，不能敲擊密封面，尤其密封端面。為了分析密封失效原因，請注意妥善保管拆卸下來的密封件?！诿芊膺\行期間應(yīng)注意以下條件，以保證密封的壽命：避免介質(zhì)壓力波動；避免頻繁開停車；避免泵抽空、汽蝕；如有抽空現(xiàn)象，應(yīng)通知密封生產(chǎn)廠；避免沖洗液、急冷水中斷；定期檢查密封輔助系統(tǒng)工作是否正常；避免用水質(zhì)硬的急冷水；安裝指導(dǎo)例一：標(biāo)準(zhǔn)安裝尺寸及類似結(jié)構(gòu)機械密封安裝適用范圍本例適用于符合DIN24960及GB6556安裝尺寸的U型、B型機械密封（見附表一）及類似結(jié)構(gòu)，主要包括C50系列波紋管密封或類似旋轉(zhuǎn)型波紋管機械密封（圖十四）、C8系列小彈簧密封（圖十五）、C4系列波形彈簧密封、C45系列大彈簧密封等標(biāo)準(zhǔn)安裝尺寸密封。彈性組件是旋轉(zhuǎn)的，固定在軸或軸套上。靜環(huán)通過密封圈裝入壓蓋。機械密封故障現(xiàn)象原因及解決措施：1.機械密封安裝所致故障所致現(xiàn)象可能的故障原因改進(jìn)措施壓蓋過熱a壓縮量過大b靜止部件與轉(zhuǎn)動部件接觸c輔助系統(tǒng)性能不良d泵抽空、氣蝕按密封裝配圖尺寸要求調(diào)整壓縮量檢驗泵軸與泵蓋之間的相對精度，保持足夠的安裝精度，保證輔助系統(tǒng)工作良好嚴(yán)格按裝配要求檢驗相關(guān)部件的精度端面滲漏a端面變形較大b螺絲擰力不均勻d壓縮量偏小d密封端面有異物按密封裝配圖尺寸要求調(diào)整壓縮量重新安裝，按要求步驟均勻擰緊螺絲重新研磨密封端面，達(dá)到要求的平面度，保持端面潔凈冒煙或端面發(fā)聲a密封腔抽空b靜止部件與轉(zhuǎn)動部件接觸c安裝對中不良d介質(zhì)不足，操作不穩(wěn)定e運行密封腔沒有排氣f壓縮量大避免抽空，裝配密封前檢查密封各安裝尺寸保證沖洗和冷卻等密封輔助系統(tǒng)工作良好檢驗泵軸與泵蓋之間的相對位置精度，保證足夠的安裝精度避免裝置操作不穩(wěn)定開泵前排出密封腔內(nèi)氣體不正常振動a密封裝配后沒有緊固b安裝對中不良，精度不夠重新安裝密封，注意螺紋聯(lián)結(jié)的緊固，仔細(xì)調(diào)整，保證較高的安裝精度密封泄漏嚴(yán)重a安裝過程中，密封件損壞b密封沒有壓縮量c靜密封點密封不良d密封端面變形嚴(yán)重e安裝時端面沒有處理干凈，有異物拆卸密封，仔細(xì)檢查各零部件，確定泄漏部位，檢查研磨端面達(dá)到要求的平面度，注意靜密封點，保證密封性能良好更換損壞的密封部件，按密封裝配圖尺寸要求，檢測安裝尺寸，保證正確的壓縮量，仔細(xì)安裝密封機構(gòu)破壞a密封零部件安裝時錯位或安裝錯誤b靜止部件與轉(zhuǎn)動部件接觸c壓縮量太大拆卸密封，仔細(xì)檢查各零部件，更換損壞的密封部件，檢驗泵軸與泵蓋之間的相對精度，檢測安裝尺寸，保證正確的壓縮量，仔細(xì)安裝密封偏磨泄漏a泵軸與泵蓋端面垂直度不夠b密封部件安裝傾斜檢驗泵軸與泵蓋之間的相對精度，仔細(xì)安裝密封2.其它問題所致故障密封泄漏a裝置操作不穩(wěn)b泵軸跳動或串動過大c密封輔助系統(tǒng)（沖洗、冷卻）性能變差d泵開停頻繁e介質(zhì)工況改變避免裝置操作不穩(wěn)，保證輔助系統(tǒng)性能良好檢修泵軸承和泵軸，達(dá)不到使用要求的零部件應(yīng)及時更換避免頻繁開停泵，否則密封壽命將受影響介質(zhì)工況有較大改變，應(yīng)提前同密封制造廠協(xié)商，及時更改密封結(jié)構(gòu)，以免造成密封失效不能運轉(zhuǎn)a介質(zhì)凝固或結(jié)晶.b環(huán)境溫度過低，冷卻水結(jié)冰c傳動機構(gòu)失效增加蒸氣保溫措施，改變密封結(jié)構(gòu)改善工作環(huán)境檢查密封安裝是否正確機構(gòu)破壞a.介質(zhì)出現(xiàn)凝固或結(jié)晶現(xiàn)象b介質(zhì)溫度波動過大，輔助系統(tǒng)不良c機件材料被腐蝕d出現(xiàn)抽空、汽蝕f泵軸跳動或串動過大增加保溫措施，開泵前給足夠的時間暖泵，避免介質(zhì)溫度波動過大，檢修輔助系統(tǒng)，排除故障；檢修泵軸及支撐系統(tǒng)，更換性能不良元件避免工藝操作中對密封使用不利的因素正確提供介質(zhì)成分及化學(xué)腐蝕性能，改進(jìn)密封結(jié)構(gòu)或材料壓蓋過熱密封處冒煙a輔助循環(huán)系統(tǒng)管路狹小或堵塞b緩沖液低于最小用量c密封傳動機構(gòu)損壞，旋轉(zhuǎn)部分跳動過大，磨壓蓋檢查密封輔助系統(tǒng)管路是否暢通，及時添加緩沖液，保證液面檢查密封各部件情況，更換損壞部件檢查泵軸及支撐系統(tǒng)，更換性能不良元件不正常振動或蕭叫、有磨損物析出a出現(xiàn)抽空、汽蝕等現(xiàn)象b端面液膜汽化(閃蒸)，潤滑液膜不足c密封上有零件脫落或雜物落在密封腔內(nèi)e未對中或葉輪及泵軸動平衡不良，汽蝕，軸承有問題改進(jìn)密封輔助系統(tǒng)措施，如加外沖洗或增加端面冷卻，增加沖洗量對密封仔細(xì)拆卸、檢查、組裝，清除密封腔內(nèi)雜物檢修泵的旋轉(zhuǎn)部件密封壽命短a介質(zhì)中含有磨粒b介質(zhì)有結(jié)晶或部分固化c泵軸串動造成壓縮量大加潔凈的外沖洗液增加蒸汽保溫，避免介質(zhì)結(jié)晶重新密封安裝尺寸，核對泵軸是否有串動端面龜裂燒傷、軟環(huán)高度磨損a密封輔助系統(tǒng)性能較差或沖洗口遠(yuǎn)離密封端面，端面摩擦熱不能被及時帶走b出現(xiàn)抽空，密封端面干摩擦c泵軸出現(xiàn)串動，使密封壓縮量過大重新檢驗密封輔助系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及性能，使其有效發(fā)揮