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简析提升机械密封安装质量的探讨
作者:潘秀 陈海洋  时间:2014/6/10 14:56:00  来源:论文天下论文网

  【摘 要】随着机械科学发展,以及工业化生产流程化、自动化水平不断的提升,机械设备的稳定性与可靠性越来越引起人们的重视了。据统计,我国工业生产中,大约有60%左右机械设备非计划停车事故是密封故障原因造成的,机械的密封性能逐渐成为评价机械商务质量优劣的重要指标之一。机械密封是一种由组件构成的机械装置,性能远优于常规填料密封或垫片密封。但由于机械密封结构相对复杂,技术含量也较高,若安装或使用不当就会对机械设备的性能及系统稳定性产生不良影响。因此深入探讨提升机械密封安装质量问题具有十重要的现实意义。


  【关键词】机械设备;机械密封;安装质量


  近年来,因机械密封具有使用可靠、泄漏少、寿命长等优点,在机械设备中的应用越来越广泛。但其优势的体现需要正确的选型、安装为前提,若在使用中不能周详地考虑相关影响因素,就可能出现机械密封寿命缩短,影响机械设备使用效率的严重问题。
  1 机械密封的相关概念
  1.1 机械密封定义及主要组成
  机械设备密封也称为端面密封,通常是指用于泵、压缩机等等设备旋转轴的密封,其通常由如下部件组合而成:①主要部件。包括动环和静环;②辅助密封件。主要是指密封圈;③弹力补偿机构。主要包括弹簧和推环;④传动件。弹箕座以及键或者是各种各样的螺钉。
  机械密封由至少一对垂直于旋转轴线的端面,于流体压力和补偿机构弹力作用下,并在辅助密封配合下,保持贴合并且相对滑动,从而构成防止流体泄漏的密封装置。
  1.2 机械密封的分类
  机械密封按照不同标准可进行相应的分类:若按照弹簧元件是旋转还是静止,可分为旋转型和静止型两类。旋转型密封,在高速运转的时侯,其介质中的弹簧本身受离心力影响较易发生变形,而强腐蚀性的介质在弹簧强烈搅动下会显得更加不利,但是静止型就没有这一种缺点。不管是旋转型还是静止型,均是机械密封中最主要的零配件,其性能优劣直接关系到密封效果和使用寿命,对机械设备的影响极在。正因如此,对于密封环的材料、结构、形状、尺寸以及表面加工的质量等等都必须有比较高的要求。
  若按照密封介质泄漏方向划分的话,则可分为内流式和外流式两类;若按照介质于端面所引起卸载情况,则可划分为平衡式和非平衡式两类;若按照静环位置划分的话,则又可分为内装式和外装式;若按照密封腔内温度划分,则可分为高温密封、中温密封、普温密封和低温密封四类;若按照密封腔内压力,则可分为超高压机械密封、高压机械密封、中压机械密封和低压机械密封;若按照弹簧个数划分,则可分为单弹簧式和多弹簧式;若按照非接触式机械密封结构,则又可划分为流体静压式、流体动压式和干气密封式;若按照弹性元件划分,则可分为弹簧压缩式和波纹管式。
  2 机械密封失效的原因分析
  机械密封失效外在表现形式主要为滴料、甩水、冷却水带料。造成机械密封失效的主要原因主要有:
  2.1 机械密封内部相关橡胶密封圈出现老化。因橡胶圈老化而造成机械密封失效是最常见的现象,对于这种情况只要更换新机封即可解决。
  2.2 没有按照机械密封使用的技术要求予以使用。有些设备上的工况完全不符合机械密封使用条件,若强行使用的话,就可能出现密封失效问题。
  2.3 没有按照设备使用操作规范进行操作。机械设备在使用过程中,很多泵的操作规范上都要求设备停止运行前要先进行冲洗,如果没有冲洗设备停止时间较长后料浆会将机封的弹簧结死,使机封失去自动调节功能。当出现轻微窜轴时,由于机封没有了调节补偿能力就会出现滴料现象料浆颗粒进入机封静密封面和动密封面之间,当设备运行时就会产生砂纸作用加速机封的磨损。在一些需要开启冷却水冷却机封操作时,若搞反操作顺序,先启泵再开启冷却水也可能会造成机封的损坏。
  2.4 机封本身质量存在问题。大部分有问题的机封均是由于机封内部水封与机封轴套装配间隙较大,当水压过大或设备启动时就出现滴水甩水现象。还有一部分则可能是不规范运输,或使用不当造成密封面的损坏。
  2.5 安装不正确造成泄漏。在安装过程中,没有认真检查备品备件的型号、尺寸,安装后出现尺寸差异造成泄漏;有些则是不按操作规范安装、野蛮安装造成密封面刻花(破损)从而影响安装质量造成的泄漏。
  3 确保质量的机械密封安装探讨
  3.1 机械密封的安装原则
  ①熟悉设备情况。安装机械密封之前,对转轴的转速、轴径等都要进行熟悉;考虑机械密封的制造工艺、密封腔的相关尺寸、设备的服务时间、生产设备的职工水平等。②对介质的压力进行估算。离心泵的密封腔压力通常情况下要低于泵的出口压力。③熟悉密封介质。安装机械密封之前要熟悉密封介质的状态,所含颗粒情况;熟悉介质的相关物理特性,以便为后期的冷却、冲洗、润滑等做准备。
  3.2 安装机械密封的技术要求
  为了确保机械密封正常工作,保持密封性良好,安装机械密封要符合相关技术规范要求:轴或轴套径向跳动,以及密封腔体端面对轴表面的跳动公差均应与相关规范规定相符;控制传动轴的轴向窜动量应控制在0.2mm;要通过采取阻封、冲洗、冷却、过滤等措施,对输送介质的温度进行有效控制;安装弹簧传动的机械密封时,应保持轴旋转方向以使弹簧越来越紧。
  3.3 确保质量的机械密封安装方法
  3.3.1 做好安装前检验工作
  要取得良好的密封效果,在安装前应对有关部件进行仔细检查。①密封腔体。密封腔体的规格、直径、深度必须符合相关尺寸要求;轴与密封腔体的同轴度、垂直度符合要求,垂直度一般小于0.05~0.08mm,同轴度通常应保持在0.20~0.25mm之间。②泵轴的轴向窜动量。轴或轴套的轴向窜动量应控制在0.08mm以内。检查时可用千分表顶在轴肩处,用木锤夯击轴端,读出窜动量数值。在确定机械密封压缩量的时候应考虑泵轴的轴向窜动量,这样可以避免摩擦面液膜的破坏而引发剧烈磨损。在实践中,轴向窜动量过大引起密封泄漏和寿命缩短是常见的现象。③动静环的平面度。动静环摩擦端面的平面度是保证密封的关键,可用简易的卡尺法进行检查,即用卡尺贴于端面并置于背光下,通过观察透光间隙是否均匀判断表面平度。④轴或轴套的表面粗糙度应在0.32μm以下。⑤各密封部件的完好与清洁状况。应仔细检查各密封件的完好和清洁状况,保证无锐边毛刺、划痕、裂纹等缺陷。
  通常在实践中,机械密封安装前,应再使用干净柔软纱布或脱脂棉对动环和静环表面进行擦洗,以确保其干净;在安装过程中也应确保零部件始终保持干净、整洁。另外,为方便安装,安装机械密封时,可在轴或轴套表面、压盖与密封圈配合表面涂抹机油,这在一定程度上可避免启动时出现干摩擦现象。
  3.3.2 正确合理的安装顺序
  ①对机械密封的静止部件进行安装:首先,将防转销装入密封端盖相应的孔内位置;其次,根据顺序在静环上装入静环密封圈,然后在密封端盖内装入静环,在组装过程中避免防转销进入静环凹槽内。最后,在安装过程中,避免静环与轴之间发生碰撞。对于螺栓要分几次均匀拧紧。②对机械密封旋转部件进行组装。在轴上按照先后顺序将机械密封的旋转部件进行逐个组装。对于轴套,把机械密封的旋转部件按照顺序在外面组装到轴套上,然后将机械密封旋转部件的轴套安装在轴上。③在密封体上安装端盖,并用螺钉固定。④盘动试车是否转动轻松。
  4 结语
  机械密封技术含量高,结构复杂,正确的安装可保证机械密封正常使用功能,极大提升了机械设备的性能,确保机械设备运行的正常、高效。

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