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1、泵用机械密封选型分析与可靠性的探讨配套技术与产品AccessoryTechnologies&Produds泵用机械密封选型分析与可靠性的探讨黄石理工学院(湖北435003)彭德迟黄石市城市排水公司(湖北435003)余良旺【摘要】水泵机械密封的可靠性和寿命不仅取决于产品自身质量的优劣,从某种意义上还取决于选型的合理性和正确的使用.阐述了机械密封选型时应注意的要点,对安装使用及维修过程中常见的且易被忽视的问题进行了分析与探讨,同时提出了具体的技术措施和解决方法.【关键词】机械密封水泵安装运行变形泄漏机械密封(以下简称机封)是用来解决旋转轴与机泵之间密
2、封的装置,因其具有独特的性能和优点,近年来被广泛应用于农村抽排水泵的轴封.但由于选型和使用不当,常常会出现许多故障.不仅降低了密封性能,严重的将导致水泵停止工作.长期的应用实践表明,只有通过科学选型和正确使用.才能提高应用机械密封的能力,从而达到提高水泵运行效率的目的.一,水泵机封选型分析机封选型中出现的问题,多数情形是由于对其使用环境,或所安装机封用泵的工艺条件未作仔细的了解,或者是选择了机封后工艺条件发生了,变化;其次是对机封的特性缺乏深入的认识,造成选型不当.选型前要充分掌握有关水泵的运转参数,细致研究工艺条件和输送介质的特性,以及分析评估一系列外部
3、因素对密封性能所带来的影响选型时昕遵循的流程如图所示,并应重点考虑以下几点图水泵机械密封选型流程图2007年第5期WWW.tyjx.net(1)高温工作条件当工作温度大于8O℃时,应考虑辅助密封圈的耐热极限,密封端面的热变形,液膜蒸发,摩擦副材料的稳定性和安全问题.因为高温使密封端面的润滑条件恶化,甚至出现端面液膜汽化,可能造成密封件材料变质,加剧介质的腐蚀.同时,高温会使密封环产生较大的变形,各零件热膨胀引起配合问隙量和过盈量的变化,因此高温机封应采用有效的冷却措施,把密封部位的温度降为温度.在没有外冷条件下,机封的最高温度一般取决于辅助密封材料的安全使
4、用温度,超过安全使用温度可选用金属波纹管机封.(2)低温工作条件当环境温度低于一3O℃时,选型中应考虑密封元件的机械强度,疲劳强度,冲击韧度,膨胀系数,导热系数,有机材料的硬化等因素.另外,低温条件下密封面上的液膜汽化对密封性能也有严重影响,特别是对易燃或有毒液化气体的密封,更要慎重考虑低温因素和安全问题.(3)高压工作条件当工作压力超过4.5～5MPa时,必须选用平衡型结构.高压会使密封环破裂或出现较大的变形,端面负荷上升,并使端面液膜遭到破坏,加速摩擦副的磨损.因此,高压机封必须选用平衡型结构,有时也可采用辅助措施(如联接平衡管线等)降低密封腔的压力.
5、选型时应考虑零件的刚度,端面变形,端面问的液膜可能被挤出而产生过热现象,橡胶0形圈被挤出损伤和安全问题.通用ilin糍配套技术与产品AccessoryTechnol&Pr~cls≤j臻(4)高速工作条件当端面线速度超过25—30m/s时,选型时应考虑旋转件的动平衡和振动,离心力引起旋转件的失稳,高线速度,高搅拌功耗引起的发热,零件的强度问题,同时加强对摩擦副的润滑与冷却,选用值高的摩擦副材料组对,或采用静止式结构.(5)介质特性条件介质特性包括低黏,腐蚀性,含杂质量多少.低黏度介质易干摩擦宜选用平衡型,高黏度介质宜采用强制传动结构;强腐蚀介质溶剂宜
6、用外装式的四氟波纹管密封,并合理选用辅助密封材质;含悬浮固体颗粒多的介质动静环材料宜采用碳化钨或碳化钨材料,且采用辅助装置经过过滤或分离后的冲冼液冲洗端面,而剧毒或气体介质宜采用双端面机封.在机封的具体结构形式上,每一种结构形式都有其独特的优点和适用范围.选型的主要参数是P,T,和介质特性,机封厂家的样本上都对其产品作了技术规定.密封选型并不能仅按照生产厂家样本中的参数简单地选用.由于机封不同的场合使用环境和工艺条件千差万别,在某一工况条件下使用成功的经验,只能有限地应用于其他场合.对特殊条件下使用的机封,选型时更应与有关研究部门或机封生产厂家进行商讨和沟
7、通.二,使用可靠性探讨因安装,操作,使用和维护不当,同样会影响机封性能的正常发挥,使密封早期失效.以下列举的是使用方面容易忽视的问题.1.密封压盖刚性问题密封压盖选择不合理,会使机封在使用时产生许多故障,而这往往又是分析故障原因时容易忽略的地方.例如夹固式压盖设计的机封,通常是压盖没有足够的厚度,压盖产生的机械扭曲变形传至非补偿环,造成非补偿环的端面变形,从而引起静态或动态的泄漏.对于内装式密封,若压盖的刚性较差,则静密封垫片损伤而产生泄漏,因此压盖的刚度是首先考虑的问题.2.安装问题安装不良是影响密封性能的一个重要因素,许多密封失效就是因为安装操作失误而
8、造成的,如用工具敲打密封元件,摩擦副端面附着污物,轴端(轴套)未倒
