影響BWCB保溫齒輪泵用機械密封的外部條件研究(jiū)
通過對瀝青泵用機(jī)械密封的(de)實際應用和理論分析(xī),提出了機械密封的實際密封效果不僅與機械密封自(zì)身的性能有關,且(qiě)與其(qí)它零部件提供的條件以及密封輔(fǔ)助係統提供的條件有著重要的關係,因此在設計瀝青泵機組產品時,要為機械密封的使用提(tí)供一個良好的外部條件。
目前機械密(mì)封在(zài)泵類(lèi)產品中(zhōng)的應用非常廣泛,而隨著產品技術水平的提高和節約能源的要求,機械密封的應(yīng)用前景將更加廣泛。人們在分析質量故障原因時(shí),往往習慣在機械密(mì)封自身方麵查找原因,例如:機械密封的選型是否合適,材料選擇是否正確,密封麵的比壓是否正確,摩(mó)擦副的選擇是否合理等(děng)等。而很少在(zài)機械密封的外部條件方麵(miàn)去查找原因,例如:瀝青泵給機械密封創造的條(tiáo)件是否合(hé)適,輔助係統的配置(zhì)是否合適,而這些方麵的原因(yīn)往往是非常重(chóng)要的(de)。本文作者(zhě)從瀝青泵用機械密封的外部條件的角度分(fèn)析了影響密(mì)封效果的幾種因素和應采取的合理措施。
1機(jī)械密封的原理及要求
機械密封(fēng)是靠一(yī)對相對運動的環(huán)的(de)端(duān)麵相互貼合形成的微小軸向間隙起密封(fēng)作用,這(zhè)種裝置(zhì)稱(chēng)為機械密(mì)封。
機械密封通常(cháng)由動環(huán)、靜環、壓緊元件和密封元件組成。其中動環和靜環的端麵組成一對摩擦(cā)副(fù),動環靠密封室中液體的(de)壓力使其端麵壓緊在靜環端麵上(shàng),並在兩環端麵上(shàng)產生適當的比壓和(hé)保持一層極薄的液體(tǐ)膜而達到密(mì)封的目(mù)的。壓緊元件產生壓力,可使瀝青泵在不運轉狀態下,也保持端麵貼合,保證密封介質不外漏,並(bìng)防止雜質進入密封端麵。密封元件起密封動環(huán)與(yǔ)軸的間隙B、靜環與壓蓋(gài)的間(jiān)隙C的作用,同時對泵的振動、衝擊起緩(huǎn)衝作用。
機械密封在實際運行中不是一個孤立的部(bù)件,它是與(yǔ)瀝青泵的其(qí)它零部件一起組合(hé)起來運行(háng)的,同(tóng)時通過其基本原理可以看出,機械密封的正常運行是(shì)有條件的,例如:泵軸的竄量不(bú)能太大,否則摩擦副端麵不能(néng)形(xíng)成正常要求的比壓;機(jī)械密(mì)封處的泵(bèng)軸不能(néng)有太大的撓度(dù),否(fǒu)則端麵比壓會不均勻等等(děng)。隻有滿足類似這樣的外部條件,再加上良好的機械密封自身性能,才能達到(dào)理想的密封效果。
2外部條件影響的原因分析
2.1泵(bèng)軸的軸(zhóu)向竄量(liàng)大
機械密封的密封麵要有(yǒu)一定(dìng)的比壓,這樣才能起到密封作用,這就(jiù)要求機械密(mì)封(fēng)的彈簧要有一定的壓縮量,給密封端麵一個推力,旋轉起來使密封麵產生密(mì)封(fēng)所要求的比(bǐ)壓。為了保證這一(yī)個比壓,機械密(mì)封要求(qiú)泵軸不能有太大的竄量,一般要保(bǎo)證在0.5mm以(yǐ)內。但在實際設計當中,由於設計(jì)的不合理(lǐ),往往泵軸產生很大的竄量,對(duì)機械密封的使(shǐ)用是非常(cháng)不利的。這種(zhǒng)現象往往出現在多(duō)級離心泵中,尤其是在瀝青泵(bèng)啟動過程(chéng)中(zhōng),竄量(liàng)比較大。
平(píng)衡盤工作時自動改變平衡盤與平衡環之(zhī)間的軸向間(jiān)隙b,從而(ér)改變平衡盤前(qián)後兩側的壓差,產生一個與軸向力方向相反的作用力來平衡軸向力。由於(yú)轉子竄動的慣性作用和瞬態泵(bèng)工況(kuàng)的波動,運轉的轉子不會靜止在某一軸向平衡位置。平(píng)衡盤始終處在左右竄動的狀態。平衡(héng)盤在正常工作中的軸向竄量隻有0105~011mm,滿足機械密封的允許軸向竄量015mm的要求,但平衡盤在瀝青泵啟動、停機、工(gōng)況劇變時的軸向竄量可能大大超過機械密(mì)封允許的軸向竄量。
瀝青泵經過長時間運行後(hòu),平衡盤與平衡環摩擦磨損,間隙b隨著增(zēng)大,機械密封軸向竄量不斷增加。由於軸向力的作用,吸(xī)入(rù)側的密封麵的壓緊力增加,密封麵磨損(sǔn)加劇,直至密封麵(miàn)損壞,失去密封(fēng)作用。吐出側的機械(xiè)密封,隨著平衡盤的磨損,轉子部(bù)件的軸向竄量大於密封要求的軸向(xiàng)竄量,密封麵的壓緊力減小(xiǎo),達不到密(mì)封要求,使泵兩側的機械密封全部失去密封作用。
2.2軸向力偏大
機械密封在使(shǐ)用過程(chéng)中(zhōng)是不能(néng)夠承受軸向力(lì)的,若存在軸向力,對機械密封的影響是嚴重的。
有時由於瀝(lì)青泵的軸向力平衡機構設計(jì)的不合理及製造、安裝、使用等方麵(miàn)的(de)原因,造成軸向力沒有被平衡(héng)掉。機械密封(fēng)承受一個軸向力,運轉時(shí)密封(fēng)壓蓋溫度將偏高,對於聚丙(bǐng)烯類的介質,在高溫下會被熔融,因此(cǐ)瀝青泵啟動後很快就失去密封效果,瀝青泵靜(jìng)止(zhǐ)時則密封端(duān)麵出現間斷的噴漏(lòu)現象。
2.3泵軸的撓度偏大
機械密封(fēng)又稱端麵密封,是一種(zhǒng)旋轉軸向的接(jiē)觸式動密封,它是在流體介質和(hé)彈性元(yuán)件的作用下,兩個垂直於軸心線的密封端麵緊(jǐn)密貼合、相(xiàng)對旋轉,從(cóng)而達到密封(fēng)效(xiào)果,因此要求兩個密封之間(jiān)要受力均勻。但由於泵產品設計的不合理,泵軸運轉時,在機械密(mì)封安裝處產(chǎn)生的撓度較大,使密封麵之間的受力(lì)不均勻,導致密封效果不好
通過對瀝青泵用機(jī)械密封的(de)實際應用和理論分析(xī),提出了機械密封的實際密封效果不僅與機械密封自(zì)身的性能有關,且(qiě)與其(qí)它零部件提供的條件以及密封輔(fǔ)助係統提供的條件有著重要的關係,因此在設計瀝青泵機組產品時,要為機械密封的使用提(tí)供一個良好的外部條件。
目前機械密(mì)封在(zài)泵類(lèi)產品中(zhōng)的應用非常廣泛,而隨著產品技術水平的提高和節約能源的要求,機械密封的應(yīng)用前景將更加廣泛。人們在分析質量故障原因時(shí),往往習慣在機械密(mì)封自身方麵查找原因,例如:機械密封的選型是否合適,材料選擇是否正確,密封麵的比壓是否正確,摩(mó)擦副的選擇是否合理等(děng)等。而很少在(zài)機械密封的外部條件方麵(miàn)去查找原因,例如:瀝青泵給機械密封創造的條(tiáo)件是否合(hé)適,輔助係統的配置(zhì)是否合適,而這些方麵的原因(yīn)往往是非常重(chóng)要的(de)。本文作者(zhě)從瀝青泵用機械密封的外部條件的角度分(fèn)析了影響密(mì)封效果的幾種因素和應采取的合理措施。
1機(jī)械密封的原理及要求
機械密封(fēng)是靠一(yī)對相對運動的環(huán)的(de)端(duān)麵相互貼合形成的微小軸向間隙起密封(fēng)作用,這(zhè)種裝置(zhì)稱(chēng)為機械密(mì)封。
機械密封通常(cháng)由動環(huán)、靜環、壓緊元件和密封元件組成。其中動環和靜環的端麵組成一對摩擦(cā)副(fù),動環靠密封室中液體的(de)壓力使其端麵壓緊在靜環端麵上(shàng),並在兩環端麵上(shàng)產生適當的比壓和(hé)保持一層極薄的液體(tǐ)膜而達到密(mì)封的目(mù)的。壓緊元件產生壓力,可使瀝青泵在不運轉狀態下,也保持端麵貼合,保證密封介質不外漏,並(bìng)防止雜質進入密封端麵。密封元件起密封動環(huán)與(yǔ)軸的間隙B、靜環與壓蓋(gài)的間(jiān)隙C的作用,同時對泵的振動、衝擊起緩(huǎn)衝作用。
機械密封在實際運行中不是一個孤立的部(bù)件,它是與(yǔ)瀝青泵的其(qí)它零部件一起組合(hé)起來運行(háng)的,同(tóng)時通過其基本原理可以看出,機械密封的正常運行是(shì)有條件的,例如:泵軸的竄量不(bú)能太大,否則摩擦副端麵不能(néng)形(xíng)成正常要求的比壓;機(jī)械密(mì)封處的泵(bèng)軸不能(néng)有太大的撓度(dù),否(fǒu)則端麵比壓會不均勻等等(děng)。隻有滿足類似這樣的外部條件,再加上良好的機械密封自身性能,才能達到(dào)理想的密封效果。
2外部條件影響的原因分析
2.1泵(bèng)軸的軸(zhóu)向竄量(liàng)大
機械密封的密封麵要有(yǒu)一定(dìng)的比壓,這樣才能起到密封作用,這就(jiù)要求機械密(mì)封(fēng)的彈簧要有一定的壓縮量,給密封端麵一個推力,旋轉起來使密封麵產生密(mì)封(fēng)所要求的比(bǐ)壓。為了保證這一(yī)個比壓,機械密(mì)封要求(qiú)泵軸不能有太大的竄量,一般要保(bǎo)證在0.5mm以(yǐ)內。但在實際設計當中,由於設計(jì)的不合理(lǐ),往往泵軸產生很大的竄量,對(duì)機械密封的使(shǐ)用是非常(cháng)不利的。這種(zhǒng)現象往往出現在多(duō)級離心泵中,尤其是在瀝青泵(bèng)啟動過程(chéng)中(zhōng),竄量(liàng)比較大。
平(píng)衡盤工作時自動改變平衡盤與平衡環之(zhī)間的軸向間(jiān)隙b,從而(ér)改變平衡盤前(qián)後兩側的壓差,產生一個與軸向力方向相反的作用力來平衡軸向力。由於(yú)轉子竄動的慣性作用和瞬態泵(bèng)工況(kuàng)的波動,運轉的轉子不會靜止在某一軸向平衡位置。平(píng)衡盤始終處在左右竄動的狀態。平衡(héng)盤在正常工作中的軸向竄量隻有0105~011mm,滿足機械密封的允許軸向竄量015mm的要求,但平衡盤在瀝青泵啟動、停機、工(gōng)況劇變時的軸向竄量可能大大超過機械密(mì)封允許的軸向竄量。
瀝青泵經過長時間運行後(hòu),平衡盤與平衡環摩擦磨損,間隙b隨著增(zēng)大,機械密封軸向竄量不斷增加。由於軸向力的作用,吸(xī)入(rù)側的密封麵的壓緊力增加,密封麵磨損(sǔn)加劇,直至密封麵(miàn)損壞,失去密封(fēng)作用。吐出側的機械(xiè)密封,隨著平衡盤的磨損,轉子部(bù)件的軸向竄量大於密封要求的軸向(xiàng)竄量,密封麵的壓緊力減小(xiǎo),達不到密(mì)封要求,使泵兩側的機械密封全部失去密封作用。
2.2軸向力偏大
機械密封在使(shǐ)用過程(chéng)中(zhōng)是不能(néng)夠承受軸向力(lì)的,若存在軸向力,對機械密封的影響是嚴重的。
有時由於瀝(lì)青泵的軸向力平衡機構設計(jì)的不合理及製造、安裝、使用等方麵(miàn)的(de)原因,造成軸向力沒有被平衡(héng)掉。機械密封(fēng)承受一個軸向力,運轉時(shí)密封(fēng)壓蓋溫度將偏高,對於聚丙(bǐng)烯類的介質,在高溫下會被熔融,因此(cǐ)瀝青泵啟動後很快就失去密封效果,瀝青泵靜(jìng)止(zhǐ)時則密封端(duān)麵出現間斷的噴漏(lòu)現象。
2.3泵軸的撓度偏大
機械密封(fēng)又稱端麵密封,是一種(zhǒng)旋轉軸向的接(jiē)觸式動密封,它是在流體介質和(hé)彈性元(yuán)件的作用下,兩個垂直於軸心線的密封端麵緊(jǐn)密貼合、相(xiàng)對旋轉,從(cóng)而達到密封(fēng)效(xiào)果,因此要求兩個密封之間(jiān)要受力均勻。但由於泵產品設計的不合理,泵軸運轉時,在機械密(mì)封安裝處產(chǎn)生的撓度較大,使密封麵之間的受力(lì)不均勻,導致密封效果不好
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