水泵機械密封的簡單分析


核心提示:水泵機械密封的簡單分析
在水泵運轉(zhuǎn)中,機械密封滲漏、失效是較為常見的問題,對于其運轉(zhuǎn)效率與安全性的影響是不容忽視的。因此,在水泵機械密封的設(shè)計、安裝、使用與維護中,必須注重對于相關(guān)問題的技術(shù)分析。
水泵機械密封的組成安裝及使用
水泵機械密封主要是指在流體壓力與補償機構(gòu)彈力的共同作用,以及輔助密封部件的配合下,由至少一組垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的端面保持貼合與相對滑動,從而構(gòu)成一套具有防止流體泄漏功能的裝置。
一、水泵機械密封主要由以下部件組成:
1)動環(huán)、靜環(huán)為主要密封件
2)密封圈為輔助密封件
3)彈簧、推環(huán)為壓緊件
4)彈箕座及其鍵、固定螺等為傳動件
二、在水泵機械密封的安裝、使用中,需要注意的技術(shù)要點主要包括:
1)轉(zhuǎn)軸徑向跳動≤0.04mm,軸向竄動量≤0.1mm。
2)密封部位安裝時,必須保持清潔、干燥,密封部件則要進行清洗,密封端面要保持完好無損,密封部位中盡量避免帶入雜質(zhì)與灰塵。
3)機械密封安裝過程中,嚴(yán)禁敲打與碰擊,以避免機械密封的摩擦面破損,而導(dǎo)致密封部件失效,可以在與機械密封接觸的表面涂抹一層機械油,以保證安裝操作的順利完成。
4)靜環(huán)壓蓋安裝時,必須保證擰緊螺絲受力均勻,并符合軸心線與靜環(huán)端面的垂直要求。
5)在水泵機械密封運轉(zhuǎn)前,必須保證介質(zhì)充滿,以防止出現(xiàn)因干摩擦而導(dǎo)致機械密封失效的問題,對于容易結(jié)晶、顆粒的介質(zhì),在介質(zhì)溫度>80℃的情況,必須采取科學(xué)的沖洗、過濾與冷卻措施。
6)在水泵機械密封的使用管理中,應(yīng)根據(jù)輔助密封材質(zhì)選取相應(yīng)的機械油,以避免因O型圈侵油膨脹、加速老化等問題,而造成機械密封滲漏或提前失效等問題。
常見滲漏現(xiàn)象與原因分析
2.1周期性滲漏的主要原因
1)由于轉(zhuǎn)子周期性振動,導(dǎo)致汽蝕或軸承損壞,這是產(chǎn)生滲漏現(xiàn)象與縮短密封壽命的主要原因。
2)泵轉(zhuǎn)子的軸向竄動量過大,軸與輔助密封之間的過盈量較大,動環(huán)無法在軸上靈活移動。特別實在泵翻轉(zhuǎn),動、靜環(huán)磨損后,因無法及時得到補償位移,而引發(fā)局部滲漏的現(xiàn)象。
3)密封面的潤滑油量不足,引起機械密封運轉(zhuǎn)中出現(xiàn)干摩擦的現(xiàn)象,進而導(dǎo)致滲漏問題。
2.2壓力產(chǎn)生引發(fā)的滲漏的主要原因
1)在真空狀態(tài)下運轉(zhuǎn),導(dǎo)致機械密封滲漏的現(xiàn)象,泵在起動及停機過程中,由于受到泵進口堵塞或抽送介質(zhì)中含有氣體等因素的影響,使得密封腔內(nèi)出現(xiàn)負(fù)壓,引起密封端面干摩擦的現(xiàn)象,進而產(chǎn)生漏氣或漏水現(xiàn)象。
2)由于高壓或壓力波引發(fā)的機械密封滲漏現(xiàn)象,由于彈簧比壓力、總比壓的設(shè)計過大,當(dāng)機械密封腔內(nèi)壓力大魚3MPa時,可能導(dǎo)致密封端面的比壓過大,難以形成液膜,加之長時間運轉(zhuǎn)可能出現(xiàn)密封端面嚴(yán)重磨損的問題,進而導(dǎo)致密封面熱變形與滲漏的現(xiàn)象。
2.3其他原因引起的水泵機械密封滲漏現(xiàn)象常見的滲漏原因
1)在動環(huán)密封圈的軸端面、靜環(huán)密封圈壓蓋或殼體端面的安裝中,未進行倒角、修光等技術(shù)處理,造成動靜環(huán)密封圈損傷,運轉(zhuǎn)中出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象的幾率明顯加大。
2)未能按照規(guī)定控制彈簧壓縮量,壓縮量過大可能增加端面的比壓,造成摩擦熱量過多的問題,進而造成水泵機械密封的密封面出現(xiàn)熱變形、端面加速磨損、局部滲漏等現(xiàn)象。
三、密封滲漏的技術(shù)處理措施
3.1注重水泵機械密封設(shè)計中的技術(shù)處理的具體措施
1)根據(jù)水泵的型號、性能、工作特點等,選擇相應(yīng)的機械密封類型,技術(shù)人員應(yīng)仔細(xì)分析各種材質(zhì)與使用壽命要求的前提下,合理進行各密封元件的選用,重點參考其耐腐蝕、耐高溫、抗振、抗疲勞等方面的實際性能。
2)在不同型號水泵機械密封的設(shè)計中,設(shè)計人員應(yīng)準(zhǔn)確把握其技術(shù)要點,即重點研究軸套與旋動環(huán)間、旋動環(huán)與靜止環(huán)間、密封端蓋與水泵泵體間、軸套與軸間、靜止環(huán)與環(huán)座間等關(guān)鍵部位的機械密封設(shè)計與技術(shù)處理,這是預(yù)防機械密封滲漏問題的關(guān)鍵技術(shù)措施。
3)在水泵機械密封運轉(zhuǎn)中,振動偏大是引發(fā)滲漏現(xiàn)象的主要原因,但是振動偏大并不是機械密封自身引起的,而是水泵其它零部件在運轉(zhuǎn)中產(chǎn)生的振動傳播至機械密封,所以,在水泵機械密封設(shè)計中,設(shè)計人員要特別注重泵軸設(shè)計不合理、軸承精度不夠、以及聯(lián)軸器的平行度差與徑向力大等問題,全面分析水泵機械密封振動的主要來源,采取有效的技術(shù)措施消除振動源。在水泵設(shè)備的制造與裝配過程中,則要嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)計方案與相關(guān)操作規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn),盡量消除機械密封的消除振動源,以有效控制機械密封運轉(zhuǎn)中出現(xiàn)滲漏問題的幾率。
3.2機械加工精度不夠、輔助沖洗系統(tǒng)不完善引起滲漏現(xiàn)象應(yīng)采取的技術(shù)處理措施
在水泵機械密封運轉(zhuǎn)中,機械加工精度不夠、輔助沖洗系統(tǒng)不完善均是引起滲漏現(xiàn)象的原因,所以,必須針對以上問題采取有效的技術(shù)處理措施。
需要注意的兩方面問題:
1)引起水泵機械密封加工精度不夠的原因較多,其中機械密封自身加工精度不夠是較易引起人們注意的原因之一,在機械加工中加強控制即可。但是水泵機械密封其它部件加工精度不夠則較難解決,例如:泵軸、泵體、密封腔體、軸套等機械加工精度不夠也較為常見,在上述零部件的生產(chǎn)過程中,必須嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),加強機械加工、檢驗與裝配過程的質(zhì)量檢驗,從而提高機械密封的整體性能。
2)在水泵機械密封滲漏問題的技術(shù)處理中,完善的輔助沖洗系統(tǒng)具有重要的作用,可以有效保護密封面,并且發(fā)揮沖走雜物、冷卻與潤滑的作用。在機械密封的整體設(shè)計中,必須合理配置輔助沖洗系統(tǒng),否則難以達到理想的機械密封效果。輔助沖洗系統(tǒng)的應(yīng)用中,必須注意有沖洗口位置設(shè)計不合理、沖洗液的流量、沖洗液中有雜質(zhì),壓力不夠等方面的問題,以確保水泵機械密封的實際運轉(zhuǎn)效果。
水泵機械密封的組成安裝及使用
水泵機械密封主要是指在流體壓力與補償機構(gòu)彈力的共同作用,以及輔助密封部件的配合下,由至少一組垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的端面保持貼合與相對滑動,從而構(gòu)成一套具有防止流體泄漏功能的裝置。
一、水泵機械密封主要由以下部件組成:
1)動環(huán)、靜環(huán)為主要密封件
2)密封圈為輔助密封件
3)彈簧、推環(huán)為壓緊件
4)彈箕座及其鍵、固定螺等為傳動件
二、在水泵機械密封的安裝、使用中,需要注意的技術(shù)要點主要包括:
1)轉(zhuǎn)軸徑向跳動≤0.04mm,軸向竄動量≤0.1mm。
2)密封部位安裝時,必須保持清潔、干燥,密封部件則要進行清洗,密封端面要保持完好無損,密封部位中盡量避免帶入雜質(zhì)與灰塵。
3)機械密封安裝過程中,嚴(yán)禁敲打與碰擊,以避免機械密封的摩擦面破損,而導(dǎo)致密封部件失效,可以在與機械密封接觸的表面涂抹一層機械油,以保證安裝操作的順利完成。
4)靜環(huán)壓蓋安裝時,必須保證擰緊螺絲受力均勻,并符合軸心線與靜環(huán)端面的垂直要求。
5)在水泵機械密封運轉(zhuǎn)前,必須保證介質(zhì)充滿,以防止出現(xiàn)因干摩擦而導(dǎo)致機械密封失效的問題,對于容易結(jié)晶、顆粒的介質(zhì),在介質(zhì)溫度>80℃的情況,必須采取科學(xué)的沖洗、過濾與冷卻措施。
6)在水泵機械密封的使用管理中,應(yīng)根據(jù)輔助密封材質(zhì)選取相應(yīng)的機械油,以避免因O型圈侵油膨脹、加速老化等問題,而造成機械密封滲漏或提前失效等問題。
常見滲漏現(xiàn)象與原因分析
2.1周期性滲漏的主要原因
1)由于轉(zhuǎn)子周期性振動,導(dǎo)致汽蝕或軸承損壞,這是產(chǎn)生滲漏現(xiàn)象與縮短密封壽命的主要原因。
2)泵轉(zhuǎn)子的軸向竄動量過大,軸與輔助密封之間的過盈量較大,動環(huán)無法在軸上靈活移動。特別實在泵翻轉(zhuǎn),動、靜環(huán)磨損后,因無法及時得到補償位移,而引發(fā)局部滲漏的現(xiàn)象。
3)密封面的潤滑油量不足,引起機械密封運轉(zhuǎn)中出現(xiàn)干摩擦的現(xiàn)象,進而導(dǎo)致滲漏問題。
2.2壓力產(chǎn)生引發(fā)的滲漏的主要原因
1)在真空狀態(tài)下運轉(zhuǎn),導(dǎo)致機械密封滲漏的現(xiàn)象,泵在起動及停機過程中,由于受到泵進口堵塞或抽送介質(zhì)中含有氣體等因素的影響,使得密封腔內(nèi)出現(xiàn)負(fù)壓,引起密封端面干摩擦的現(xiàn)象,進而產(chǎn)生漏氣或漏水現(xiàn)象。
2)由于高壓或壓力波引發(fā)的機械密封滲漏現(xiàn)象,由于彈簧比壓力、總比壓的設(shè)計過大,當(dāng)機械密封腔內(nèi)壓力大魚3MPa時,可能導(dǎo)致密封端面的比壓過大,難以形成液膜,加之長時間運轉(zhuǎn)可能出現(xiàn)密封端面嚴(yán)重磨損的問題,進而導(dǎo)致密封面熱變形與滲漏的現(xiàn)象。
2.3其他原因引起的水泵機械密封滲漏現(xiàn)象常見的滲漏原因
1)在動環(huán)密封圈的軸端面、靜環(huán)密封圈壓蓋或殼體端面的安裝中,未進行倒角、修光等技術(shù)處理,造成動靜環(huán)密封圈損傷,運轉(zhuǎn)中出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象的幾率明顯加大。
2)未能按照規(guī)定控制彈簧壓縮量,壓縮量過大可能增加端面的比壓,造成摩擦熱量過多的問題,進而造成水泵機械密封的密封面出現(xiàn)熱變形、端面加速磨損、局部滲漏等現(xiàn)象。
三、密封滲漏的技術(shù)處理措施
3.1注重水泵機械密封設(shè)計中的技術(shù)處理的具體措施
1)根據(jù)水泵的型號、性能、工作特點等,選擇相應(yīng)的機械密封類型,技術(shù)人員應(yīng)仔細(xì)分析各種材質(zhì)與使用壽命要求的前提下,合理進行各密封元件的選用,重點參考其耐腐蝕、耐高溫、抗振、抗疲勞等方面的實際性能。
2)在不同型號水泵機械密封的設(shè)計中,設(shè)計人員應(yīng)準(zhǔn)確把握其技術(shù)要點,即重點研究軸套與旋動環(huán)間、旋動環(huán)與靜止環(huán)間、密封端蓋與水泵泵體間、軸套與軸間、靜止環(huán)與環(huán)座間等關(guān)鍵部位的機械密封設(shè)計與技術(shù)處理,這是預(yù)防機械密封滲漏問題的關(guān)鍵技術(shù)措施。
3)在水泵機械密封運轉(zhuǎn)中,振動偏大是引發(fā)滲漏現(xiàn)象的主要原因,但是振動偏大并不是機械密封自身引起的,而是水泵其它零部件在運轉(zhuǎn)中產(chǎn)生的振動傳播至機械密封,所以,在水泵機械密封設(shè)計中,設(shè)計人員要特別注重泵軸設(shè)計不合理、軸承精度不夠、以及聯(lián)軸器的平行度差與徑向力大等問題,全面分析水泵機械密封振動的主要來源,采取有效的技術(shù)措施消除振動源。在水泵設(shè)備的制造與裝配過程中,則要嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)計方案與相關(guān)操作規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn),盡量消除機械密封的消除振動源,以有效控制機械密封運轉(zhuǎn)中出現(xiàn)滲漏問題的幾率。
3.2機械加工精度不夠、輔助沖洗系統(tǒng)不完善引起滲漏現(xiàn)象應(yīng)采取的技術(shù)處理措施
在水泵機械密封運轉(zhuǎn)中,機械加工精度不夠、輔助沖洗系統(tǒng)不完善均是引起滲漏現(xiàn)象的原因,所以,必須針對以上問題采取有效的技術(shù)處理措施。
需要注意的兩方面問題:
1)引起水泵機械密封加工精度不夠的原因較多,其中機械密封自身加工精度不夠是較易引起人們注意的原因之一,在機械加工中加強控制即可。但是水泵機械密封其它部件加工精度不夠則較難解決,例如:泵軸、泵體、密封腔體、軸套等機械加工精度不夠也較為常見,在上述零部件的生產(chǎn)過程中,必須嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),加強機械加工、檢驗與裝配過程的質(zhì)量檢驗,從而提高機械密封的整體性能。
2)在水泵機械密封滲漏問題的技術(shù)處理中,完善的輔助沖洗系統(tǒng)具有重要的作用,可以有效保護密封面,并且發(fā)揮沖走雜物、冷卻與潤滑的作用。在機械密封的整體設(shè)計中,必須合理配置輔助沖洗系統(tǒng),否則難以達到理想的機械密封效果。輔助沖洗系統(tǒng)的應(yīng)用中,必須注意有沖洗口位置設(shè)計不合理、沖洗液的流量、沖洗液中有雜質(zhì),壓力不夠等方面的問題,以確保水泵機械密封的實際運轉(zhuǎn)效果。
更多>同類泵業(yè)資訊