日期：2018-12-13
機(jī)械密封在旋轉(zhuǎn)類設(shè)備(如泵、釜、壓縮機(jī))上的應(yīng)用很廣泛，機(jī)械密封出現(xiàn)泄漏，將會(huì)影響設(shè)備整機(jī)的正常運(yùn)行，嚴(yán)重的還可能出現(xiàn)安全事故。如何快速的分析并解決機(jī)械密封的泄漏問題，是保證此類設(shè)備正常運(yùn)行的重要手段。
一、機(jī)械密封的原理及要求
機(jī)械密封又叫作端面密封，它是一種旋轉(zhuǎn)類機(jī)械設(shè)備上的軸封裝置，在垂直于旋轉(zhuǎn)軸端面的液體壓力和彈性壓緊元件的作用下，剛性密封面保持貼合且能相對(duì)滑動(dòng)，加上輔助密封機(jī)構(gòu)而組成的防止流動(dòng)介質(zhì)泄漏的裝置。它將容易泄漏的軸向密封改為較難泄漏的端面密封。
機(jī)械密封主要由動(dòng)環(huán)、靜環(huán)、彈性壓緊元件和密封元件構(gòu)成。其中動(dòng)環(huán)隨軸一起旋轉(zhuǎn)，靜環(huán)固定不動(dòng)，動(dòng)環(huán)和靜環(huán)緊密貼合形成一對(duì)摩擦副。動(dòng)環(huán)靠密封腔體內(nèi)部的液體壓力和彈性壓緊元件的彈力使其端面貼緊在靜環(huán)端面上，并在貼緊的兩端面上產(chǎn)生適當(dāng)?shù)谋葔汉途S持一層極薄的液體保護(hù)膜以達(dá)到密封的目的，防止介質(zhì)發(fā)生泄漏。彈性壓緊元件產(chǎn)生的壓力，可在軸不旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，也能保持動(dòng)靜環(huán)兩接觸端面的緊密貼合，保證密封介質(zhì)不發(fā)生泄漏，并阻止雜質(zhì)進(jìn)入貼合面;同時(shí)彈性壓緊元件對(duì)設(shè)備的振動(dòng)和沖擊起一定的減緩作用。密封元件一般在動(dòng)環(huán)與軸之間，靜環(huán)與壓蓋之間處起密封作用。在設(shè)備使用時(shí)，機(jī)械密封的一部分是與旋轉(zhuǎn)軸相關(guān)的零部件一起運(yùn)轉(zhuǎn)的，機(jī)械密封的正常使用與它自身的性能、相關(guān)的外部條件都有非常大的關(guān)系。我們要確保設(shè)備的零件性能、機(jī)械密封的制造及安裝都符合設(shè)計(jì)需求，才能發(fā)揮機(jī)械密封的重要作用。
二、機(jī)械密封的故障表現(xiàn)及原因
3.機(jī)械密封介質(zhì)泄漏的故障原因
①靜壓試驗(yàn)時(shí)發(fā)生泄漏。機(jī)械密封在安裝時(shí)，密封端面碰傷、變形、損壞，或夾有雜質(zhì)，壓蓋沒有壓緊使密封端面沒有完全貼合，密封元件裝配不當(dāng)或損傷等，都會(huì)導(dǎo)致介質(zhì)泄漏。
②間歇性泄漏。機(jī)械密封的旋轉(zhuǎn)部件周期性振動(dòng)、軸向竄動(dòng)量大，都會(huì)造成間歇性泄漏。密封端面之間要有一定的比壓，才能起到密封作用，這就要求機(jī)械密封的彈性壓緊元件要有適當(dāng)?shù)膲嚎s量，給密封端面一個(gè)軸向推力，動(dòng)環(huán)旋轉(zhuǎn)起來使密封端面產(chǎn)生合適的比壓。為了保證這個(gè)合適比壓，旋轉(zhuǎn)軸不能有太大的軸向竄量，通常需要保證在0.25mm以內(nèi)。但在實(shí)際應(yīng)用中，由于設(shè)計(jì)或加工的不合理，往往旋轉(zhuǎn)軸會(huì)產(chǎn)生較大的軸向竄量，導(dǎo)致機(jī)械密封產(chǎn)生泄漏。
③經(jīng)常性泄漏。機(jī)械密封經(jīng)常性泄漏有以下幾方面原因。首先，可能是由于密封端面缺陷引起的。其次，可能是密封元件破損引起的。再次，是彈性壓緊元件缺陷引起的。其他方面，還包括電機(jī)轉(zhuǎn)子振動(dòng)引起的泄漏，傳動(dòng)零件的質(zhì)量不好引起泄漏，輔助密封機(jī)構(gòu)引起的泄漏，介質(zhì)問題引起的泄漏等。
④嚴(yán)重泄漏。摩擦副元件斷裂，彈性壓緊元件失效或卡住，止推環(huán)卡住，防轉(zhuǎn)部位失效等，都可能導(dǎo)致嚴(yán)重泄漏。
1.機(jī)械密封的零件故障
旋轉(zhuǎn)類設(shè)備在使用時(shí)，密封端面可能會(huì)出現(xiàn)磨損、破損、開裂、變形等現(xiàn)象，彈性壓緊元件(彈簧)長(zhǎng)期使用也會(huì)發(fā)生松弛、斷裂或腐蝕情況。密封元件也可能會(huì)出現(xiàn)開裂、扭曲變形等情況。
2.機(jī)械密封振動(dòng)及發(fā)熱的故障原因
動(dòng)靜環(huán)貼合面粗糙，動(dòng)靜環(huán)與密封腔的間隙太小，振擺碰撞引起振動(dòng)。有時(shí)由于密封端面的耐腐蝕性和耐溫性不良，冷卻不足或動(dòng)靜環(huán)端面在安裝時(shí)夾雜顆粒物或其他雜質(zhì)，也會(huì)使機(jī)械密封產(chǎn)生振動(dòng)和發(fā)熱。
4.機(jī)械密封振動(dòng)偏大
除了機(jī)械密封本身，其它零部件也可能有導(dǎo)致振動(dòng)偏大的原因，如旋轉(zhuǎn)軸設(shè)計(jì)不合理、加工質(zhì)量不佳、軸承精度不高、聯(lián)軸器平行度較差、徑向力太大等。
三、機(jī)械密封的故障處理
1.機(jī)械密封的零件故障處理
機(jī)械密封的零件發(fā)生故障，需及時(shí)更換。為了提高密封效果，對(duì)動(dòng)靜環(huán)貼合面的粗糙度和平面度的精度要求較高。動(dòng)靜環(huán)的貼合面寬度較窄，一般在2～7毫米范圍。
2.機(jī)械密封振動(dòng)及發(fā)熱的處理
如果是動(dòng)靜環(huán)與密封腔之間的間隙太小，需要將密封腔的內(nèi)徑變大，或者將轉(zhuǎn)動(dòng)件的外徑變小，保證有0.75mm以上的間隙。如果是摩擦副配對(duì)不當(dāng)，需要考慮更改靜環(huán)的材質(zhì)，增強(qiáng)耐高溫和耐腐蝕的性能。
3.機(jī)械密封介質(zhì)泄漏的處理
引起機(jī)械密封介質(zhì)泄漏的原因有很多。為了盡可能減少泄漏量，安裝機(jī)械密封時(shí)一定要符合技術(shù)規(guī)范，同時(shí)還要注意以下幾個(gè)事項(xiàng)。
①裝配要干凈整潔。機(jī)械密封的零件、裝配工具、潤(rùn)滑油等要十分干凈。動(dòng)靜環(huán)的密封端面要用柔軟的無毛布揩拭。
②修整倒角倒圓。軸和密封端蓋等零件上的倒角要修整圓滑。
③裝配密封元件時(shí)，橡膠密封元件不能用汽油、煤油等浸泡清洗，防止脹大變形，過早老化。動(dòng)靜環(huán)組裝完畢后，用手推動(dòng)，自然復(fù)位，觀察彈動(dòng)是否靈活。
總結(jié)
機(jī)械密封是旋轉(zhuǎn)類設(shè)備廣泛采用的密封型式之一，與填料密封相比有很多優(yōu)點(diǎn)，如節(jié)省動(dòng)力、密封可靠等，但機(jī)械密封的拆裝要麻煩很多。應(yīng)掌握相關(guān)的安裝維護(hù)技術(shù)，正確分析機(jī)械密封出現(xiàn)故障的原因，減少故障，延長(zhǎng)機(jī)械密封的使用壽命。
