機械密封工作原理

關于機械密封工作原理第1頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月機械密封介紹1、定義及工作原理2、基本組成及作用3、與軟填料的優(yōu)缺點對比4、機封的測繪5、機封失效原因6、安裝維護注意事項第2頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月

1、定義及工作原理1.1、機械密封定義：亦稱端面密封，垂直于旋轉軸的端面在流體壓力及補償機構的彈力作用下，在輔助密封的配合下，與另一端面保持貼合并相對滑動，從而構成防止流體泄露的機械裝置。1.2、機械密封工作原理：由于兩個密封端面的緊密貼合，使密封端面之間的交界形成一微小間隙，當有壓介質(zhì)通過此間隙時，形成極薄的液膜，形成一定的阻力，阻止介質(zhì)向外泄露，又使端面得以潤滑，由此獲得長期的密封效果。

第3頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月2、機械密封的基本組成及作用2.1機封主要由動環(huán)靜環(huán)、彈力裝置、輔助密封件組成。第4頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2機械密封一般有四個密封處：A、動環(huán)與靜環(huán)之間的密封——動密封B、動環(huán)與軸或軸套之間的密封——相對靜密封C、靜環(huán)與靜環(huán)座之間的密封——靜密封D、靜環(huán)座（壓蓋）與設備之間的密封——靜密封

ABCD第5頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月2.3機封在泵中的位置聯(lián)軸器電機填料函軸第6頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月2.4機封安裝的位置第7頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月第8頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月2.5各組成零件介紹及作用動環(huán)和靜環(huán)：動環(huán)的材料可采用高合金鋼，硬質(zhì)合金，鑄鐵等，在腐蝕性介質(zhì)一般推薦用不銹鋼表面堆焊硬質(zhì)合金或新型碳化硅陶瓷，既可耐磨又可耐腐蝕，靜環(huán)可采用鑄鐵，青銅合金，也可用浸漬后的石墨或聚四氟乙烯。彈簧裝置：彈簧以合適的彈簧比壓保持動靜環(huán)端面緩沖接觸（彈簧作用于密封端面的壓緊力稱為彈簧比壓）。輔助密封件：形式有O型圈，V型，方形環(huán)，梯形環(huán)等。材料有人工合成橡膠，例如丁腈，氟橡膠，三元乙丙等第9頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月2.6密封環(huán)須滿足的要求：

密封環(huán)是動環(huán)和靜環(huán)的總稱，是構成機械密封最主要的元件。密封環(huán)在很大程度上決定了機械密封的使用性能和壽命。因此，密封環(huán)需要滿足如下幾個主要要求。足夠的強度和剛度耐熱沖擊能力摩擦系數(shù)小良好的自潤滑能力結構簡單容易加工第10頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月3、機械密封與軟填料的優(yōu)缺點對比3.1優(yōu)缺點對比優(yōu)點：1、密封狀態(tài)穩(wěn)定，泄漏量小，其實驗條件下的允許泄漏量僅為軟填料的1/100；，在油、水類介質(zhì)中一般可達1～2年或更長時間，在工況復雜的冶煉，石化，造紙等行業(yè)通常也能達半年以上。2、機械密封的摩擦功率僅為軟填料密封的10%～50%，節(jié)約了電能；3、由于轉移了摩擦面，軸或軸套基本上不受摩損，大大降低換軸的費用；4、安裝后機封根據(jù)運行狀況可實現(xiàn)自動補償，不需經(jīng)常性的維修，降低勞動強度；5、適用范圍廣，能用于低溫、高溫、真空、高壓、不同轉速，以及各種腐蝕性介質(zhì)和含磨粒介質(zhì)等的密封。6、對現(xiàn)今許多工廠的“零泄漏”需要，填料無法達到此要求，且可節(jié)省經(jīng)常更換盤根填料或維護對工廠造成的損失。缺點：結構較復雜加工要求高，發(fā)生事故時處理較困難，一次性投資高，對于經(jīng)濟效益不好或老國有企業(yè)，他們的設備負責人往往對價格很敏感，可以跟蹤調(diào)查現(xiàn)有密封形式與改造之后的潛在收益做對比分析。第11頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月比較軟填料密封機械密封泄漏量180～450ml/h一般為軟填料密封的１％摩擦功率損失機械密封為軟填料密封的10～50％軸磨損有磨損，用久后要更換幾乎無磨損維護及壽命要經(jīng)常維護，更換填料，個別情況每班換一次壽命很長，很少需要維修高參數(shù)高壓、高溫、高真空、高轉速、大直徑密封不能解決可以加工及安裝加苛求一般，填料更換方便動、靜環(huán)表面粗糙度及平直度要求高，不易加工，成本高，裝拆不便對材料要求一般動、靜環(huán)要求較高3.2與填料密封的比較示意圖第12頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月4、機封的基本測繪4.1測繪的基本要求

原則上做到每個零件、每個尺寸要如實表達，尺寸要表達到小數(shù)點后兩位4.2測繪的四大要素一、測繪工具的準備二、原機封的基本信息三、基本尺寸結構四、原機封使用工況及失效原因第13頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月一、測繪工具的準備游標卡尺深度尺內(nèi)六角扳手活動口扳手測繪用紙及筆其他工具第14頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月二、原機封的基本信息機封型號機封編號生產(chǎn)廠家材料配對第15頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月三、基本尺寸結構的測繪1、軸或軸套直徑

D1=

？

2、填料腔直徑

D2=

？3、螺栓中心距直徑D3=

？4、填料腔深度

L1=

？6、第一障礙物

L2=

？第16頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月四、原機封工況及使用信息工況進出壓力溫度轉速介質(zhì)成分第17頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月原機封使用信息緊定螺釘不起作用機封軸套有打滑現(xiàn)象動靜環(huán)干磨現(xiàn)象O形圈變形現(xiàn)象等第18頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月5、機封失效原因分析機械密封的故障大體上都是由異常變化引起的泄漏、磨損、扭矩等導致的，造成機封失效原因主要有以下三點：1、設計選型不對；2、安裝因素或泵本身的特點；3、密封件失效；具體情況還需要具體分析，下面主要講密封失效的原因分析，前兩點客戶對此的認識可能比我們還清楚，但客戶對機封的密封件失效原因知之甚少，因此很有必要向講清楚從而在客戶那里樹立我們公司是專業(yè)做機封的形象。密封失效主要有如下幾點：第19頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月5.1密封面打開在修理機械密封時，大部分的密封失效不是因磨損造成，而是在磨損前就已泄漏了。當密封面一打開，介質(zhì)中的固體微粒在液體壓力的作用下進入密封面，密封面閉合后，這些固體微粒就嵌入軟環(huán)（通常是石墨環(huán)）的面上，這實際成了一個類似“砂輪”會損壞硬環(huán)表面。由于動環(huán)或橡膠圈緊固在軸（軸套）上，當軸串動時，動環(huán)不能及時貼合，而使密封面打開，并且密封面的滯后閉合，就使固體微粒進入密封面中。同時軸（軸套）和滑動部件之間也存在有固體微粒，影響橡膠圈或動環(huán)的滑動（相對動密封點，常見故障）。另外，介質(zhì)也會在橡膠圈與軸（軸套）磨擦部位產(chǎn)生結晶物，在彈簧處也會存有固體物質(zhì)，都會使密封面打開。第20頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月5.2溫度過高因密封面上會產(chǎn)生熱，故橡膠圈實際使用溫度通常低于標注溫度。氟橡膠和聚四氟乙烯的使用溫度為216℃，丁晴橡膠的使用溫度162℃，雖然它們都能承受較高的溫度，但因密封面產(chǎn)生的熱較高，所以橡膠圈有繼續(xù)硫化的危險，最終失去彈性而泄漏。密封面之間還會因熱引起介質(zhì)的結晶，如結碳，造成滑動部件被粘住和密封面被凝結。而且有些聚合物因過熱而焦化，有些流體因過熱而失去潤滑等甚至閃火。過熱除能改變介質(zhì)的狀況外，還會加劇它的腐蝕速率，引起金屬零件的變形，合金面的開裂，以及某些鍍層裂縫，設計應選用平衡型機械密封，以降低比壓防止壓緊力太大造成的熱量過剩不能及時排除造成溫度偏高。第21頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月5.3密封件本身對于質(zhì)量較差的石墨環(huán)（動環(huán)）來說，內(nèi)部氣孔較多，這是因為在制造過程中，聚集在石墨內(nèi)部的氣體膨脹將碳微粒吹出的所致，因此這種低質(zhì)的石墨環(huán)在密封啟用中，其碳微粒很容易脫落，而使密封面在密封停用時粘住。通常硬環(huán)（靜環(huán)）表面的過熱會引起密封環(huán)的嚴重磨損，如無冷卻的立式泵。在高溫、高壓下、彈簧壓縮過大，軸串動也會過大的情況下，都會引起密封面的過渡磨損，。在檢查靜環(huán)表面尤其要注意以下四種現(xiàn)象：陶瓷環(huán)破裂，熱烈，刻痕，鍍層脫落第22頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月5.4異常情況一、泵軸套泄漏：軸套的泄漏通常是穩(wěn)定的，而密封面的泄漏往往是增加或減小。密封面泄漏后，使表面不平，但有時也會磨合到原狀。（有時不要急于檢修，可觀察一段時間再說）。二、微滲：如密封周圍是潮濕的，而且看不出漏，這在起動時泵運轉產(chǎn)生的離心力使泄漏的液體回到密封面內(nèi)，起一道屏障的作用。而泵上的法蘭或接頭泄漏的液體滴入填料箱內(nèi)。三、熱膨脹：熱膨脹能使鑲接在金屬部件內(nèi)的石墨環(huán)松脫，也可能是因低溫使O型環(huán)失去彈性，而導致泄漏。總之，對于密封件失效，盡量找出能讓客戶信服的原因，這樣才能贏得客戶的信任。第23頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月6、安裝及維護注意事項要十分注意避免安裝中所產(chǎn)生的安裝偏差，彈簧壓縮量要按規(guī)定進行相關技術要求機封安裝示意圖拆卸注意事項機封的維護第24頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月6.1免安裝中所產(chǎn)生的安裝偏差一、上緊壓蓋應在聯(lián)軸器找正后進行，螺栓應均勻上支，防止壓蓋端面偏斜，用塞尺檢查各點，其誤差不大于0.05毫米。二、檢查壓蓋與軸或軸套外徑的配合間隙（即同心度），四周要均勻，檢查各點允差不大于0.01毫米。

第25頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月6.2彈簧壓縮量要按規(guī)定進行彈簧壓縮量要按規(guī)定進行，不允許有過大或過小現(xiàn)象，要求誤差2.00毫米。過大會增加彈簧比壓，加速端面磨損，過小會造成比壓不足而不能起到密封作用。尤其是分離式機封要特別注意彈簧比壓，很多分離式機封在客戶那使用壽命很短，其中很大的因素就是彈簧比壓過大或者過小，而客戶很少知道彈簧比壓的概念。第26頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月6.3相關技術要求機械密封是屬于較高精度的機械部件，對其正確的安裝與操作對它的使用壽命有大大的影響。我們一般按照石油化工部規(guī)定的標準。技術要求主要如下：1、軸彎曲度：最大不大于0.05毫米；2、軸的軸向竄動量不允許超過±0.5毫米，如果帶軸套，不允許軸套有松動；3、壓蓋（靜環(huán)座）與密封配合止口對軸中心線的同心度允差0.05毫米，如果達不到要求，密封腔要進行加工；4、安裝動環(huán)密封圈的軸套端部，以及安裝靜環(huán)密封圈的壓蓋（或殼體）的端部應倒角，并修光滑。第27頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月6.4機封安裝示意圖以一臺單級臥式雙吸油泵為例：第28頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月步驟一：泵解體第29頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月步驟二：檢查軸套光潔度及測繪第30頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月第31頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月步驟三：打磨軸套和清理端面第32頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月第33頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月步驟四：軸套、機封潤滑第34頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月步驟五：安裝機封第35頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月第36頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月第37頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月步驟六：恢復泵體和調(diào)整第38頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月步驟七：定位塊拆除和盤車調(diào)試第39頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月第40頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月6.5拆卸注意事項1、在安裝、拆卸機械密封時要仔細，嚴禁動用手錘和扁鏟，以免損壞密封元件。