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机械密封改进案例分析
添加:2023-10-16 10:21:17    游览:193    来源:网络

  以某型苯加料泵为例,其流量为 Q=2 m3/h,H=200 m,n=9900 r/min,机械密封为双端面,动环靠轴套、O 形圈的摩擦力传动,静环为浮动式,冷却介质为软水,动环平均线速度为 18 m/s,密封机构形式如图 2 所示。

图2密封结构形式

  该泵传送的介质为苯,介质苯对橡胶材料的 O 形圈有溶胀的影响,因此耐油橡胶密封圈使用寿命短,腐蚀和溶胀会很严重。密封结构中动环靠摩檫力传动,其中轴套与动环之间的夹紧力靠叶轮螺母紧固产生,当 O 形圈被腐蚀后,会导致轴套与动环之间的压紧力减小,进而导致螺母产生松动的现象。动环与轴套之间产生间隙会引起微量的相对运动,加速 O 形圈和轴套的磨损。动环所受夹紧力的变化会影响动环的运动状态,产生振动。动环的振动会传到静环,加快静环的损坏。机械密封的寿命一般在 30~60 d,有时甚至更短。机械密封的失效会导致所输送介质苯的泄漏,而介质苯和冷却水进入增速箱,会导致齿轮打坏及轴承损坏,给检修带来了很大的困难,成本较高,同时会影响生产的持续性,造成经济损失。另外,动环与轴之间也会产生相对滑动,导致高速轴磨损、损坏。高速轴加工难度大、采购周期长,检修更换成本高、困难大。

  结合密封结构对故障情况进行分析,可以发现导致机械密封失效的主要原因是动环与高速轴的之间的传动方式存在不合理之处,传动过程中动环与高速轴之间出现滑动而导致一系列问题的出现。为了防止动环与高速轴之间的相对滑动,将动环与高速轴之间的传动方式改为销传动,结构形式改动如图 3 所示。选用直径为 6 mm 的钢珠作为传动销,需要在高速轴的外径上开孔,在动环上开槽。由于动环需要做旋转运动,考虑到开槽之后可能会影响动环的动平衡,如果动环的内径较小则不需考虑动平衡问题,如果动环内径较大可以在内环面上对称开槽。本文中动环内径较小,可以不用考虑动环动平衡的问题。实际应用证明,本次改进达到了预期效果,消除了动环与高速轴之间的相对滑动,避免了故障的发生。

图 3 结构形式改动

  通过本次改进,泵的机械密封寿命大幅度延长,从原来的30~60 d 延长至半年以上,减少泵因故障导致的停机,保证了产线生产的连续性,为企业节省成本。机械密封结构中,静环一般采用石墨材料,动环的寿命是静环寿命的 2 倍以上,所以该改进具有很强的实际意义。

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