機(jī)械密封是水泵滲漏的主要原因,但是機(jī)械密封本身是一種要求較高的精密部件, 對設(shè)計(jì)、機(jī)械加工、裝配質(zhì)量都有很高的要求。在使用機(jī)械密封時(shí), 應(yīng)分析使用機(jī)械密封的各種因素, 使機(jī)械密封適用于各種高壓泵的技術(shù)要求和使用介質(zhì)要求且有充分的潤滑條件, 這樣才能保證密封長期可靠地運(yùn)轉(zhuǎn)。
機(jī)械密封亦稱端面密封, 其有一對垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的端面, 該端面在流體壓力及補(bǔ)償機(jī)械外彈力的作用下, 依賴輔助密封的配合與另一端保持貼合, 并相對滑動, 從而防止流體泄漏。
一、常見的滲漏現(xiàn)象
機(jī)械密封滲漏的比例占全部維修泵的50 %以上, 機(jī)械密封的運(yùn)行好壞直接影響到水泵的正常運(yùn)行, 現(xiàn)總結(jié)分析如下。
1.周期性滲漏
(1) 泵轉(zhuǎn)子軸向竄動量大, 輔助密封與軸的過盈量大, 動環(huán)不能在軸上靈活移動。在泵翻轉(zhuǎn), 動、靜環(huán)磨損后, 得不到補(bǔ)償位移。
對策: 在裝配機(jī)械密封時(shí), 軸的軸向竄動量應(yīng)小于0.1mm , 輔助密封與軸的過盈量應(yīng)適中, 在保證徑向密封的同時(shí), 動環(huán)裝配后保證能在軸上靈活移動(把動環(huán)壓向彈簧能自由地彈回來) 。 (2) 密封面潤滑油量不足引起干摩擦或拉毛密封端面。
對策: 油室腔內(nèi)潤滑油面高度應(yīng)加到高于動、靜環(huán)密封面。
(3) 轉(zhuǎn)子周期性振動。原因是定子與上、下端蓋未對中或葉輪和主軸不平衡, 汽蝕或軸承損壞(磨損) ,這種情況會縮短密封壽命和產(chǎn)生滲漏。
對策: 可根據(jù)維修標(biāo)準(zhǔn)來糾正上述問題。
2. 小型潛污泵機(jī)封滲漏引起的磨軸現(xiàn)象
(1) 715kW以下小泵機(jī)封失效常常產(chǎn)生磨軸, 磨軸位置主要有以下幾個(gè): 動環(huán)輔助密封圈處、靜環(huán)位置、少數(shù)彈簧有磨軸現(xiàn)象。
(2) 磨軸的主要原因: ①BIA 型雙端面機(jī)械密封,反壓狀態(tài)是不良的工作狀態(tài), 介質(zhì)中的顆粒、雜質(zhì)很容易進(jìn)入密封面, 使密封失效。②磨軸的主要件為橡膠波紋管, 且是由于上端密封面處于不良潤滑狀態(tài), 動靜環(huán)之間的摩擦力矩大于橡膠波紋管與軸之間的傳遞轉(zhuǎn)矩,發(fā)生相對轉(zhuǎn)動。③動、靜環(huán)輔助密封由于受到污水中的弱酸、弱堿的腐蝕, 橡膠件已無彈性。有的已腐爛, 失去了應(yīng)有的功能, 產(chǎn)生了磨軸的現(xiàn)象。
(3) 為解決以上問題, 現(xiàn)采取如下措施: ①保證下端蓋、油室的清潔度, 對不清潔的潤滑油禁止裝配。②機(jī)封油室腔內(nèi)油面線應(yīng)高于動靜環(huán)密封面。③根據(jù)不同的使用介質(zhì)選用不同結(jié)構(gòu)的機(jī)封。對高揚(yáng)程泵應(yīng)重新設(shè)計(jì)機(jī)封結(jié)構(gòu), 對腐蝕性介質(zhì)橡膠應(yīng)選用耐弱酸、弱堿的氟橡膠。機(jī)封靜環(huán)應(yīng)加防轉(zhuǎn)銷。
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二、由于壓力產(chǎn)生的滲漏
(1) 高壓和壓力波造成的機(jī)械密封滲漏 由于彈簧比壓力及總比壓設(shè)計(jì)過大和密封腔內(nèi)壓力超過3MPa 時(shí),會使密封端面比壓過大, 液膜難以形成, 密封端面磨損嚴(yán)重, 發(fā)熱量增多, 造成密封面熱變形。
對策: 在裝配機(jī)封時(shí), 彈簧壓縮量一定要按規(guī)定進(jìn)行, 不允許有過大或過小的現(xiàn)象, 高壓條件下的機(jī)械密封應(yīng)采取措施。為使端面受力合理, 盡量減小變形, 可采用硬質(zhì)合金、陶瓷等耐壓強(qiáng)度高的材料, 并加強(qiáng)冷卻的潤滑措施, 選用可*的傳動方式, 如鍵、銷等。
(2) 真空狀態(tài)運(yùn)行造成的機(jī)械密封滲漏 泵在起動、停機(jī)過程中, 由于泵進(jìn)口堵塞, 抽送介質(zhì)中含有氣體等原因, 有可能使密封腔出現(xiàn)負(fù)壓, 密封腔內(nèi)若是負(fù)壓, 會引起密封端面干摩擦, 內(nèi)裝式機(jī)械密封會產(chǎn)生漏氣(水) 現(xiàn)象, 真空密封與正壓密封的不同點(diǎn)在于密封對象的方向性差異, 而且機(jī)械密封也有其某一方向的適應(yīng)性。
對策: 采用雙端面機(jī)械密封, 這樣有助于改善潤滑條件, 提高密封性能。
三、由于介質(zhì)引起的滲漏
(1) 大多數(shù)潛污泵機(jī)械密封拆解后, 靜環(huán)和動環(huán)的輔助密封件無彈性, 有的已經(jīng)腐爛, 造成了機(jī)封的大量滲漏甚至有磨軸的現(xiàn)象。由于高溫、污水中的弱酸、弱堿對靜環(huán)和動環(huán)輔助橡膠密封件的腐蝕作用, 造成了機(jī)械滲漏過大, 動、靜環(huán)橡膠密封圈材料為丁腈—40 , 不耐高溫, 不耐酸堿, 當(dāng)污水為酸性堿性時(shí)易腐蝕。
對策: 對腐蝕性介質(zhì), 橡膠件應(yīng)選用耐高溫、耐弱酸、弱堿的氟橡膠。
(2) 固體顆粒雜質(zhì)引起的機(jī)械密封滲漏 如果固體顆粒進(jìn)入密封端面, 將會劃傷或加快密封端面的磨損,水垢和油污在軸(套) 表面的堆積速度超過摩擦副的磨損速度, 致使動環(huán)不能補(bǔ)償磨耗位移, 硬對硬摩擦副的運(yùn)轉(zhuǎn)壽命要比硬對石墨摩擦副的長, 因?yàn)楣腆w顆粒會嵌入石墨密封環(huán)的密封面內(nèi)。
對策: 在固體顆粒容易進(jìn)入的位置應(yīng)選用碳化鎢對碳化鎢摩擦副的機(jī)械密封。
四、因其他問題引起的機(jī)械密封滲漏
機(jī)械密封中還存在設(shè)計(jì)、選擇、安裝等不夠合理的地方。
(1) 彈簧壓縮量一定要按規(guī)定進(jìn)行, 不允許有過大或過小的現(xiàn)象, 誤差±2mm , 壓縮量過大增加端面比壓, 摩擦熱量過多, 造成密封面熱變形和加速端面磨損, 壓縮量過小動靜環(huán)端面比壓不足, 則不能密封。
(2) 安裝動環(huán)密封圈的軸(或軸套) 端面及安裝靜環(huán)密封圈的密封壓蓋(或殼體) 的端面應(yīng)倒角并修光,以免裝配時(shí)碰傷動靜環(huán)密封圈。
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