摘要：目前，我国的机械发展史和覅恩迅速，分析了高压给水泵上使用的机械密封遇到几种影响密封效果的情况，采取了相应合理的措施，提高了机械密封的在线使用寿命。
关键词：高压给水泵；机械密封；压缩量；窜量；滤网；使用寿命
引言
机械密封在转动机械设备上应用非常广泛，在具有代表性的泵类产品设备中的应用更为广泛，而随着设备产品技术要求水平的提高和安全、环保、节能的需求，机械密封的应用前景将更加广泛。机械密封，也被称为端面密封，它具有可靠的密封性能，以及长维修间隔和低维护成本，使用寿命长，性能参数高，它对整台机器设备和整个工厂的安全生产影响很大，广泛用于石油、化工、冶金、核能等领域。在机械密封工作过程中，由于密封端面之间的相互摩擦和机械密封旋转构件对液体的搅拌作用，产生大量的热量，如果不及时带走这些热量，会使密封端面温度升高进而导致密封失效，因此常常加注封液（缓冲液或隔离液）于密封装置的腔体中间，使封液循环流动来带走机械密封中的摩擦热、搅拌热，以冷却密封端面，保障密封端面上流体膜的稳定性，并且阻止固体颗粒和杂质堵塞在密封腔中，使密封能在稳定、良好的环境中工作，减少磨损和密封零件失效的可能，进而延长机械密封使用寿命，例如密封冲洗API23方案、52方案、53方案等。
1机械密封结构简介
机械密封装置包括它的密封元件，将它的优势得以发挥，使用的范围更加广泛，延长了使用寿命，具有非常高的可靠性。密封元件一般会在密封中进行使用。而且是有两块，和轴线处于垂直角度且紧紧贴住，就可以发生转动。所以产生密封作用利用的原理就是旋转转动，需要弹性较好的元件，并且处于液体中就可以达到效果，实现密封。目前密封结构有动环以及静环，而且密封圈以及弹簧装置，在进行组装时很难，一旦运行，就会产生很大的效果。目前来看，密封以后会更加关注是否有泄漏产生这一问题，更多的学者一直在研究密封方式的改善中找出行之有效的方法。随着不断地改善，目前的端面密封已经替代了轴向密封。正是因为这种密封方法有非常多的优势，随着应用的不断扩大化，很多的企业也在使用这种方法，在未来相信它的应用会更加宽广，而且在密封方法选择上，端面密封的手段是主要的应用方法，正是因为很多企业的应用，减弱了替代填料密封的形式，而且在发展的过程中，相信在密封方法上目前还没有出现一种更为有效的手段。
2问题分析及措施
2.1机封装配前压缩量预留不合理及采取的措施
机械密封的压缩量一般都是厂家事先预留好的，或者是给个使用范围，拿某电厂的给水泵3DJ-10为例，厂家给机械密封的压缩量是4~8cm之间为使用标准；但是给水泵已经过数次大修，尺寸已发生变化，如果按照厂家的标准来实施安装，已经不符合现场的实际需要，因为机械密封压缩量大，会使摩擦付压死或者摩擦增大，从而导致机封面磨损，缩短使用寿命；压缩量小了会泄漏，导致设备运行周期缩短。因此如何通过压缩量的测量和调整，将密封端面比压（P）控制在适宜范围，是关系到机械密封使用寿命和密封性的一个直接且至关重要的因素，可以采用公式压缩量L=B-A计算出最适合的机械密封压缩量。公式中：A为动环在轴套上装好后，以动环工作面到水泵首盖或尾盖外侧端面的垂直距离；B为静环在自由状态下静环工作面到静环压盖内侧台阶面的垂直距离。
1—静环辅助密封件2—静环压盖3—静环密封体4—水泵首盖
或尾盖外侧端面基准5—动环密封体6—弹簧7—轴套
图1机械密封示意图
如图1所示机械密封调整前测得A=30.5mm，
B=35.5mm，根据公式压缩量L=B-A=5.0mm。依据工作经验，实际压缩量大于5.0mm，弹簧紧力过大，也就是说机封端面比压P过大，会造成不必要的磨损，压缩量小于5.0mm过多，弹簧紧力太小，也就是说机封端面比压P小，会造成泄漏，因此，我们决定缩小压缩量控至在4.5mm左右，实践证明调整后的机械密封的使用寿命达到2年以上。
2.2周期性或阵发性泄漏
转子组件在运用中，会出现周期性振动问题，振动会导致组件与密封不贴切，组件会成为密封泄漏罪魁祸首。动静环之间必须有一定比压，两者才能紧密贴合在一起，密封效果才显著。该比压主要由弹簧压缩提供，旋转的弹簧会辅助端面，使其密封良好。经过设计计算，该比压值要控制在0.25mm之下，在实际中，因为设计变更，比压值往往会超出此范围，泵轴窜量会受到影响，随泵轴旋转运行的动环运行轨迹也会受到影响，和动静环有关的密封效果会大打折扣。密封胶内径会对其与动静环间距大小造成直接影响，所以还要根据密封要求，对内径值进行调整，使转动外径数值可以少一些。动静环摩擦面之间配对成功，动静环之间才能紧密贴合，其在应用中的耐磨性和耐温性等性能才会得到保证，机械密封振动发热情况会减少，造成的影响也会降低。
2.3泵轴的轴向窜量大及调整方法
机械密封的动静环密封面必须存在一定的比压值，这样密封的效果才能体现出来，即机封装置内部的弹簧压缩量是有标准的，它必须给密封端面一个在标准范围内的轴向力，当动环旋转起来可以使密封面得到密封所要求的比压，机械密封要求泵轴不能有太大的窜量，因此，我们的水泵轴窜量一般不能大于5.0mm，否则这个比压就会被破坏，造成密封作用力下降或失去密封作用。一台较长时间运行的水泵平衡盘与平衡座因摩擦产生磨损，间隙会逐渐增大，从而使得机封的动静环间隙随之逐渐增大，于是在轴向力的作用下，水泵低压端侧的密封面轴向压紧力增加，加剧了机封动静环密封面的磨损，特别是在水泵启停时，水泵瞬间产生较大的冲击力，在压缩量较小的情况下窜动撞击会造成机封密封面的损坏，使密封作用降低甚至失去密封作用；高压端侧机封也因为动静环的密封面轴向压紧力减小，密封效果降低达不到要求，如果水泵继续运行将导致高低压端两侧的机封失效失去密封作用，因此转子的轴向窜量设定值需要适合给水泵机械密封的适用范围。我们以某厂3DJ-10型水泵为平衡盘和加装推力瓦的结构为例，厂家给定的转子总窜量均为8mm±1mm，半窜量亦为B=A/2-0.50mm；推力间隙为C=A/2-（0.44~0.46）mm。根据水泵厂要求和多年的实际经验，3DJ-10型水泵的转子总窜量应是叶轮轴向位移最小值，所以该泵半窜值是转子总窜量的1/2减去0.50mm，一般我们取值参考在4.0mm左右，且不得大于B值，以确保叶轮出口宽度和导叶入口保持相对应，避免增加水泵的容积损失。由于给水泵年久多修，运行中受到磨损，有时动静盘同时更换，原来的窜量数据值已经不适合延用，所以我们必须重新进行半窜值的测量和调整，如果测得的值小于标准，就得将动盘工作面（图2A面）磨削或车去差值；如果测得的值大于标准，可以磨削或车去轮毂结合面（图2B面）差值，直到达到标准。
图2平衡盘工作面示意图
结语
机械密封故障是机械设备常见故障类型，密封故障有多种表现形式，每种形式都有相关的故障源，相关人员在处理密封故障时，一定要保证解决措施与故障类型和原因相对应。在密封应用阶段，还要做好密封元件和其他方面检查工作，及时发现隐患，及时解决，如此密封故障发生频率和密封失效造成的负面影响才会降低。此外还要改善密封技术，提高密封元件精度。
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论文作者:王凯
论文发表刊物:《基层建设》2019年第4期
论文发表时间:2019/4/25
标签：机械论文; 端面论文; 水泵论文; 动静论文; 故障论文; 使用寿命论文; 弹簧论文; 《基层建设》2019年第4期论文;