空氣彈簧機械密封的結(jié)構(gòu)原理

本文主要介紹了機械密封結(jié)構(gòu)原理，分析了機械密封失效和泄漏的原因，總結(jié)了正確安裝和使用機械密封以延長其使用壽命的經(jīng)驗和方法。

1、前言

機械密封（密封件）是在流體壓力、補償機構(gòu)的彈力（或磁力）的作用下，通過保持至少一對垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的端面來防止流體泄漏的裝置。輔助密封件，以防止流體泄漏。

機械密封結(jié)構(gòu)（典型結(jié)構(gòu)原理見圖1）主要由靜環(huán)（靜環(huán)）1、動環(huán)（動環(huán)）2、彈性元件3、彈簧座4、緊定螺釘5、動環(huán)輔助密封環(huán)6、靜環(huán)輔助密封環(huán)等部件，防轉(zhuǎn)銷7固定在壓蓋9上，防止靜環(huán)轉(zhuǎn)動。

2、機械密封失效泄漏原因分析

化工設(shè)備使用的機械密封種類很多，型號不一，但主要有五個泄漏點：

①軸套與軸之間的密封；②動環(huán)與軸套之間的密封；③動靜環(huán)之間的密封；④靜環(huán)與靜環(huán)座之間的密封；⑤端蓋與泵體的密封。機械密封中流體泄漏的可能途徑如圖1中A、B、C、D四個通道所示。

2.1 動靜環(huán)端面磨損導致機械密封泄漏

不管是哪種類型的機械密封，其最主要的特點是密封面是一個垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的端面，即將極漏的軸向密封改為不易泄漏的端面密封。因此，機械密封失效的主要形式是靜環(huán)與動環(huán)之間的磨損失效。動、靜環(huán)端面摩擦副主要靠彈簧推力壓縮，防止泄漏。動靜環(huán)壓得越緊，泄漏的可能性就越小，但它們之間的摩擦力也會增加。動靜環(huán)接觸端鏡面在較大的摩擦作用下會很快磨損，最終不漏氣。

2.2 工藝條件不穩(wěn)定、安裝不良導致機械密封泄漏

工藝條件不穩(wěn)定、安裝不良引起的振動、設(shè)備抽真空汽化的瞬間切斷都會使機械密封動、靜環(huán)之間的液膜被破壞，使機械密封在“干態(tài)”下運行” 沒有潤滑，密封圈溫度迅速升高。有的直接被燒毀，有的在泵恢復正常工作狀態(tài)后迅速冷卻，造成熱沖擊和破裂。沖洗液和沖洗條件不佳也會引起熱沖擊，導致密封環(huán)出現(xiàn)徑向裂紋，加劇動、靜環(huán)的磨損失效。同時，當石墨環(huán)超過使用溫度時，其表面會析出晶體空氣彈簧動靜剛度比調(diào)整 機械密封的結(jié)構(gòu)原理、失效分析及壽，溫度較高的摩擦副附近會發(fā)生碳化。它的顆粒進入摩擦副，使動、靜環(huán)迅速磨損。

2.3 機械密封的密封圈失效也是密封泄漏的主要原因

動、靜環(huán)密封件裝配歪斜；與密封件配合的軸或軸套表面不夠光滑，或配合尺寸太?。幻芊饧c密封介質(zhì)發(fā)生物理或化學反應、腐蝕、變形、老化等，都會導致泄漏。

2.4 裝配不當導致機械密封泄漏

機械密封裝配前，機械密封部件不干凈，部件有磕碰或劃傷；集會不到位；彈簧偏壓，緊固螺釘未擰緊；拆卸過程中的損壞等，都是造成機械密封過早失效的原因。

2.5 機械密封選擇和設(shè)計不當引起的機械密封泄漏

由于化工廠工藝介質(zhì)特性的多樣性，機械密封設(shè)計選擇不當，密封端壓力小或大，或密封材料收縮大，都容易造成機械密封失效并造成其泄漏。

3、解決方案

根據(jù)以上分析，應采取以下措施和保養(yǎng)方法來延長機械密封的使用壽命。

3.1 彈簧壓縮調(diào)整

調(diào)節(jié)彈簧的壓縮量就是調(diào)節(jié)機械密封端面的比壓，是關(guān)系到密封性能和使用壽命的重要參數(shù)，與密封的結(jié)構(gòu)、彈簧的大小有關(guān)和介質(zhì)的壓力。端面比壓過大空氣彈簧動靜剛度比調(diào)整 機械密封的結(jié)構(gòu)原理、失效分析及壽，會損壞摩擦副；比壓太小，容易漏氣。一個合適的范圍通常由制造商給出，數(shù)值一般為3~6kg/cm2。彈簧的自由長度 A、彈簧剛度 K（單元被壓縮的載荷）和所需的比壓力 P 都是制造商給出的參數(shù)。壓縮后的大小為B，則P/(AB)=k，得到B=AP/k，這是安裝和壓縮后彈簧的尺寸。如果安裝后彈簧尺寸過大，可在彈簧座和彈簧之間增加調(diào)節(jié)墊的厚度。如果尺寸太小，調(diào)整厚度會減少。調(diào)整墊的厚度用千分尺測量。

3.2 動環(huán)密封嚴密

動環(huán)密封圈過緊是有害無益的。首先，它增加了密封環(huán)和軸套之間的磨損并過早泄漏。二是增加了動環(huán)軸向調(diào)整和運動的阻力，在工況變化頻繁時不能及時調(diào)整；三是彈簧容易因過度疲勞而損壞；四是動環(huán)密封變形，影響密封效果。為保證動環(huán)的浮動，其內(nèi)徑比軸徑大0.5～1mm，以補償軸的振動和撓度，但間隙不宜過大，否則會造成動環(huán)密封卡死。破壞機械密封的機械性能。

3.3靜環(huán)密封嚴密

靜環(huán)密封圈基本處于靜止狀態(tài)，相對緊的密封效果會更好，但過緊會導致：一是靜環(huán)密封變形過大，影響密封效果；其次空氣彈簧動靜剛度比調(diào)整，靜環(huán)材料多為石墨，一般較脆。用力過大很容易造成斷裂；第三，安裝拆卸困難，很容易損壞靜環(huán)。因此，靜環(huán)的內(nèi)徑一般比軸徑大1~2mm空氣彈簧動靜剛度比調(diào)整，密封環(huán)的密封性要在涂上潤滑劑后用雙手用力壓入。手可以輕按就太松，不能用力就太緊。

3.4 密封新舊更換

相對而言，使用新機械密封的效果比舊機械密封好，但新機械密封的質(zhì)量或材料選擇不當，配合尺寸誤差大，會影響密封效果。在聚合和深滲透介質(zhì)中，如果靜環(huán)沒有過度磨損（當密封面出現(xiàn)裂紋、拐角、劃痕、麻點、飛邊和偏磨損時，稱為過度磨損），最好不要更換。由于靜環(huán)在靜環(huán)座內(nèi)長時間處于靜止狀態(tài)，聚合物和雜質(zhì)沉積為一個整體，具有較好的密封效果。

3.5 拆裝維修

一旦機械密封泄漏，不要急于拆卸和修理。有時密封可能不會損壞。只需調(diào)整工作條件或適當調(diào)整密封即可消除泄漏。如調(diào)整彈簧的壓縮量，消除運行設(shè)備的振動，清除使彈簧失去彈性的水垢，動靜環(huán)摩擦副上的水垢等。這不僅避免了浪費，解決了實際問題，也驗證了自己的故障判斷能力，積累了維修經(jīng)驗，提高了維修質(zhì)量。

3.6 安裝

機械密封是精密零件，對制造和安裝精度的要求非常嚴格。裝配不當會影響密封性能，縮短使用壽命。

  3.7 集裝式機械密封的安裝

對于集裝式機械密封，出廠前已對機械密封壓縮進行了調(diào)整空氣彈簧動靜剛度比調(diào)整，并進行了機械操作試驗。因此，在我們現(xiàn)場安裝時，不允許拆卸機械密封或重新調(diào)整機械密封的壓縮量。

3.8 波紋管機械密封的安裝

對于波紋管機械密封，安裝前先用煤油檢查波紋管的泄漏情況，確認波紋管完好無泄漏后再安裝波紋管。同時，由于波紋管機械密封的波紋管容易損壞，安裝過程中一定要小心。

 

       3.9 嚴格的工藝操作和工藝指標控制

在調(diào)節(jié)流量和啟停泵時，避免了喘振、泵抽空、沖洗液斷流等現(xiàn)象。過濾密封介質(zhì)中的雜質(zhì)，合理采用自平衡沖洗或外強制循環(huán)沖洗，改善沖洗和冷卻條件，同時加大沖洗系統(tǒng)節(jié)流孔的孔徑，增加沖洗液量，保證沖洗液的穩(wěn)定充足供應，改善機械密封的潤滑和散熱，防止機械密封因過熱而燒焦、開裂、開裂、結(jié)晶析出，延長機械密封的使用壽命。

3.10 機械密封的選擇

選用機械密封時，必須向機械密封生產(chǎn)廠家提供詳細的工藝參數(shù)和設(shè)備運行的技術(shù)要求空氣彈簧動靜剛度比調(diào)整 機械密封的結(jié)構(gòu)原理、失效分析及壽，以免因選用的機械密封不適合現(xiàn)場工況而降低其使用壽命。

4。結(jié)論

綜上所述，只要嚴格按照機械密封的技術(shù)要求進行安裝、維護和使用，不僅可以達到良好的密封效果，而且可以大大延長機械密封的使用壽命。