机械密封原理、安装精度及故障分心
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它是由⾄少⼀对垂直于旋转轴线的端⾯的流体压⼒和补偿机构弹⼒(或磁⼒)的作⽤及辅助密封的配合下保持贴合下并相对滑动⽽构成防⽌流体泄漏的装置,常⽤于泵、压缩机、反应搅拌釜等旋转式流体机械,也⽤于齿轮箱、船舶尾轴等密封。
因此,机械密封是⼀种通⽤的轴封装置。
机械密封结构多种多样,最常⽤的机械密封结构是端⾯密封。
端⾯密封的静环、动环组成⼀对摩擦副,摩擦副的作⽤是防⽌介质泄漏。
它要求静环、动环,具有良好的耐磨性,动环可以在轴向灵活的移动,⾃动补偿密封⾯磨损,使之与静环良好的贴合;静环具有浮动性,起缓冲作⽤。
为此,密封⾯要求有良好的加⼯质量,保证密封副有良好的贴合性能。
构成机械密封的基本元件有静环、动环、压盖、推环、弹簧、定位环、轴套、动环密封圈、静环密封圈轴套密封圈等。
弹性元件(弹簧、波纹管)它主要起预紧、补偿和缓冲的作⽤,要求始终保持⾜够的弹性来克服辅助密封和传动件的摩擦和动环等的惯性,保证端⾯密封副良好的贴合和动环的追随性,材料要求耐腐蚀、耐疲劳。
辅助密封(0 形圈、V形圈、U 形圈、楔形圈和异形圈等)它主要起静环和动环的密封作⽤,同时也起到浮动和缓冲作⽤。
老师傅手把手教你安装机械密封,附上现场安装过程图机械密封,又称端面密封,是一种用来解决旋转轴与机体之间密封的装置,常用于泵、压缩机、反应搅拌釜等旋转式流体机械,也用于齿轮箱、船舶尾轴等密封。
因此,机械密封是一种通用的轴封装置。
机械密封机械密封分为接触式和非接触式两种,目前多数采用接触式机械密封,而非接触式机械密封正在发展之中,并已引起人们注意。
机械密封是机器上的非功能性零部件,但它在减少泄漏,稳定生产上起了很大作用。
机封结构示意图机械密封工作原理机械密封的工作原理就是以两个相互贴合,平的与旋转轴线垂直的密封表面,并相对转动的密封装置。
它是靠弹性元件(如弹簧或波纹管)和密封介质的压力,随轴旋转的动环和不随轴旋转的静环的接触端而上产生适当的压紧力,使这两个接触端面紧密贴合,端面间维持一层极薄的液膜,从而达到密封的目的。
机械密封机械密封的作用一、提高机器效率、降低能耗。
1、减少机器的内漏、外漏和穿漏,提高机器容积效率。
例如,大庆炼油厂将焦化5FDJ5×2离心泵的叶轮口环改为机械密封,使泵效率提高3.6%耀5.6%。
2、减少摩擦损失,提高机器的机械效率。
例如,将双端面密封改为单端面密封、非平衡型改为平衡型、双支承减底泵封闭一端(所谓砍头泵)减少密封都能减少摩擦损失,提高机械效率。
3、改变密封方式,提高机器或机组的效率。
例如,将屏蔽泵改用机械密封泵,使电动机效率提高;采用磁力传动泵,提高机器效率。
4、改变辅助系统,减少能耗,提高机组效率。
例如,热油泵自冲洗改为小叶轮循环冲洗;双端面密封改为单端面密封,节省封油辅助系统的能耗。
二、节约原材料。
例如,工艺流体回收,减少或消除动力蒸汽和工艺流体的损耗,减少封油损耗等。
三、提高机器可靠性。
例如,轴封的漏损和寿命决定轴封和机器的可靠性。
四、安全和环境保护。
根据日本某厂调查报告,在发生的786件事故中有32件是泄漏造成的(占42%)。
此外工艺流体泄漏还会造成环境污染,包括对大气污染、水污染和车间环境污染。
机械密封结构原理及失效分析1 机械密封的基本原理机械密封依靠弹性元件提供弹力,克服补偿环辅助密封圈与轴之间的摩擦力,使补偿环紧密地贴合在非补偿环的端面,形成密封端面初始闭合力,当主机充满压力介质并开始工作时,可使密封端面产生闭合力,从而使密封端面达到合理的比压,实现流体的密封。
2机械密封的基本结构由补偿环、补偿环辅助密封圈、弹性元件、传动件、弹簧座、紧固件等组成的补偿组件,以及由非补偿环、非补偿静环辅助密封圈等组成的非补偿组件,共同组成一套完整的机械密封。
1)典型的旋转式(见图1)和静止式(见图)2)机械密封基本结构构成典型的旋转式机械密封的基本元件有:摩擦副(补偿环4、非补偿环3)、辅助密封圈(O形圈2、5)、传动件(推环6)、弹性元件(弹簧7)、弹簧座8、紧固件(紧定螺钉9)、防转销1及密封端盖11和密封腔10组成。
图1 机械密封基本结构(旋转式)1-防转销2-非补偿环辅助密封圈3—非补偿环(静环)4—补偿环(动环) 5-补偿环辅助密封圈6-传动件7-弹簧8—弹簧座 9—紧定螺钉10—密封腔11—密封端盖图2 机械密封基本结构(静止式)1-弹簧座2-防转套3-弹簧4-推环5-补偿环辅助密封圈6-补偿环(静环) 7—卡环8—非补偿环(动环)9—非补偿环辅助密封圈10—密封腔11—密封端盖12—密封压盖2)机械密封主要泄漏途径当密封腔内充满有压的被密封介质时,由图1所示机械密封的泄漏点主要有4处:泄漏点1:密封摩擦副端面处,称为主密封,是决定密封性能及寿命的关键密封点,据统计大约有80%以上的密封泄漏都是由此造成的。
泄漏点2:位于密封静环与压盖之间。
泄漏点3:位于密封动环与轴(或轴套)之间,称为机械密封的辅助密封,主要形式有:O形圈、V 形圈、矩形圈等。
工作时辅助密封基本无相对运动,属相对静止的密封,但动环辅助密封圈对机械密封的追随性起着关键作用。
泄漏点4:位于密封腔与压盖之间的静密封,狭义讲不属于机械密封零件,主要形式有:O形圈、垫片等。
机械密封的安装、操作、维护和故障分析机械密封因其密封性好和使用寿命长等优点,已广泛用于石油化工和其它工业部门.但是,如果对机械密封安装不当、操作维护不善,也会经常发生事故,那时机械密封还不如填料密封受人欢迎.因为机械密封属于较精密的部件,所以,正确的安装程序,严格的操作规范,合理的维护保养制度是保证机械密封性能和正常运行的有力措施.为此,各国大的密封公司都有密封技术培训中心,指导用户如何正确使用机械密封.我国也有几位著名的密封学者,经常举办密封技术讲学班,旨在推广机械密封的正确使用.机械密封安装一、安装前的准备工作和注意事项1.从包装箱中取出要安装的机械密封放在干净的平面上,保护好密封面,并将所有标签、证件整理后待检;2.检查机械密封的型号、规格和材质证明,零件的数量,动、静环配对是否符合图纸要求,零件上有无制造厂的识别标记;3.检查各零件的表面质t,特别是动、静环的密封端面有无碰伤、划痕,如有损坏,必须进行修复或更换,零件表面必须清洗干净,在动、静环密封端面上涂一层油;4.检查石墨环、城充聚四氛乙烯坏及组装的动、静环的水压试验证明,如果没有试压证明,安装前要补做水压试验,试验压力照第六章第一节规定;5.并圈弹簧传动的机械密封,特别要注意弹簧的旋向,其旋向应与轴转动方向相同,使弹簧越旋越紧,就是按定出的轴旋转方向,从静环朝动环方向看,顺时针方向需要右旋弹簧,逆时针方向则要左旋弹簧.使用小弹簧时,要检查各组弹簧的圈数和自由高度;6.对安装机械密封的主机按技术要求检查轴向串量、径向跳动、有关的垂直度、同心度、表面粗糙度、配合尺寸和对泵的联轴节要求等.(1)轴向串量:要求不超过0.1mm,一般在0.025~0.1mm之间,轴向串量过大,使机械密封弹簧比压不稳定,引起密封端面过全磨损或泄漏,由于轴的抖动而使密封破损,这在石墨环更为明显二此外,因轴向串童过大,还会使机械密封与轴(或轴套)的接触处局部腐蚀、侵蚀或磨损,在这方面,聚四氛乙烯密封圈因弹性不及橡胶密封圈,其所受影响更大.因此,轴向串量从原要求±0.5mm改为不超过0.1mm,可以减轻因轴向串量过大而引起的危害,另一方面,如轴向串量过小,如低于0.025m m时,则对轴承产生不良影响.实际上,轴向串全还与轴的转速有关,图9-1是轴向串量允许值与转速关系,可供安装时参考。
生产技术培训教案主讲人:杨立亚技术职称:所在生产岗位:技术员讲课时间:2010年05月24日培训题目:培训题目:机械密封结构原理、故障原因及处理方法以及工艺标准培训目的:熟悉掌握机械密封检修检查要求和质量验收标准,加强过程质量控制,提高检修工艺,确保检修质量受控。
内容摘要:一、机械密封结构原理二、故障原因及处理方法以及工艺标准培训内容:一、机械密封结构原理机械密封是靠一对或数对垂直于轴,做相对滑动的端面在流体压力和补偿机构的弹力(或磁力)作用下保持贴合并配以辅助密封而达到阻漏的轴封装置。
图1 机械密封结构常用机械密封结构如图1所示。
由静止环(静环)1、旋转环(动环)2、弹性元件3、弹簧座4、紧定螺钉5、旋转环辅助密封圈6和静止环辅助密封圈8等元件组成,防转销7固定在压盖9上以防止静止环转动。
旋转环和静止环往往还可根据它们是否具有轴向补偿能力而称为补偿环或非补偿还。
机械密封中流体可能泄漏的途径有如图1中的A、B、C、D四个通道。
C、D泄漏通道分别是静止环与压盖、压盖与壳体之间的密封,二者均属静密封。
B通道是旋转环与轴之间的密封,当端面摩擦磨损后,它仅仅能追随补偿环沿轴向作微量的移动,实际上仍然是一个相对静密封。
因此,这些泄漏通道相对来说比较容易封堵。
静密封元件最常用的有橡胶O形圈或聚四氟乙烯V形圈,而作为补偿环的旋转环或静止环辅助密封,有时采用兼备弹性元件功能的橡胶、聚四氟乙烯或金属波纹管的结构。
A通道则是旋转环与静止环的端面彼此贴合作相对滑动的动密封,它是机械密封装置中的主密封,也是决定机械密封性能和寿命的关键。
因此,对密封端面的加工要求很高,同时为了使密封端面间保持必要的润滑液膜,必须严格腔制端面上的单位面积压力,压力过大,不易形成稳定的润滑液膜,会加速端面的磨损;压力过小,泄漏量增加。
所以,要获得良好的密封性能又有足够寿命,在设计和安装机械密封时,一定要保证端面单位面积压力值在最适当的范围。
机械密封的故障表现及原因★机械密封在旋转设备上的应用非常广泛,机械密封的密封效果将直接影响整机的运行,严重的还将出现重大安全事故。
从机械密封的内外部条件的角度分析了影响密封效果的几种因素和应采取的合理措施。
一、机械密封的原理及要求机械密封又叫端面密封,它是一种旋转机械的轴封装置,指由至少一对垂直于旋转轴线的的端面在液体压力和补偿机构弹力(或磁力)的作用以及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄漏的装置。
它的主要功用将易泄漏的轴向密封改变为较难泄漏的端面密封。
它广泛应用于泵、釜、压缩机及其他类似设备的旋转轴的密封。
机械密封通常由动环、静环、压紧元件和密封元件组成。
其中动环随泵轴一起旋转,动环和静环紧密贴合组成密封面,以防止介质泄漏。
动环靠密封室中液体的压力使其端面压紧在静环端面上,并在两环端面上产生适当的比压和保持一层极薄的液体膜而达到密封的目的。
压紧元件产生压力,可使泵在不运转状态下,也保持端面贴合,保证密封介质不外漏,并防止杂质进入密封端面。
密封元件起密封动环与轴的间隙、静环与压盖的间隙的作用,同时弹性元件对泵的振动、冲击起缓冲作用。
机械密封在实际运行中是与泵的其它零部件一起组合起来运行的,机械密封的正常运行与它的自身性能、外部条件都有很大的关系。
但是我们要首先保证自身的零件性能、辅助密封装置和安装的技术要求,使机械密封发挥它应有的作用。
二、机械密封的故障表现及原因1、机械密封的零件的故障旋转设备在运行当中,密封端面经常会出现磨损、热裂、变形、破损等情况,弹簧用久了也会松弛、断裂和腐蚀。
辅助密封圈也会出现裂口、扭曲和变形、破裂等情况。
2、机械密封振动、发热故障原因设备旋转过程中,会使动静环贴合端面粗糙,动静环与密封腔的间隙太小,由于振摆引起碰撞从而引起振动。
有时由于密封端面耐腐蚀和耐温性能不良,或是冷却不足或端面在安装时夹有颗粒杂质,也会引起机械密封的振动和发热。
3、机械密封介质泄漏的故障原因(1)静压试验时泄漏。