日期：2018-12-13
機械密封在旋轉(zhuǎn)類設(shè)備(如泵、釜、壓縮機)上的應(yīng)用很廣泛，機械密封出現(xiàn)泄漏，將會影響設(shè)備整機的正常運行，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械密封的泄漏問題，是保證此類設(shè)備正常運行的重要手段。
一、機械密封的原理及要求
機械密封又叫作端面密封，它是一種旋轉(zhuǎn)類機械設(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滑動，加上輔助密封機構(gòu)而組成的防止流動介質(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。
機械密封主要由動環(huán)、靜環(huán)、彈性壓緊元件和密封元件構(gòu)成。其中動環(huán)隨軸一起旋轉(zhuǎn)，靜環(huán)固定不動，動環(huán)和靜環(huán)緊密貼合形成一對摩擦副。動環(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)進入貼合面;同時彈性壓緊元件對設(shè)備的振動和沖擊起一定的減緩作用。密封元件一般在動環(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，機械密封的一部分是與旋轉(zhuǎn)軸相關(guān)的零部件一起運轉(zhuǎn)的，機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、機械密封的制造及安裝都符合設(shè)計需求，才能發(fā)揮機械密封的重要作用。
二、機械密封的故障表現(xiàn)及原因
3.機械密封介質(zhì)泄漏的故障原因
①靜壓試驗時發(fā)生泄漏。機械密封在安裝時，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，都會導(dǎo)致介質(zhì)泄漏。
②間歇性泄漏。機械密封的旋轉(zhuǎn)部件周期性振動、軸向竄動量大，都會造成間歇性泄漏。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，給密封端面一個軸向推力，動環(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)。但在實際應(yīng)用中，由于設(shè)計或加工的不合理，往往旋轉(zhuǎn)軸會產(chǎn)生較大的軸向竄量，導(dǎo)致機械密封產(chǎn)生泄漏。
③經(jīng)常性泄漏。機械密封經(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，還包括電機轉(zhuǎn)子振動引起的泄漏，傳動零件的質(zhì)量不好引起泄漏，輔助密封機構(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.機械密封的零件故障
旋轉(zhuǎn)類設(shè)備在使用時，密封端面可能會出現(xiàn)磨損、破損、開裂、變形等現(xiàn)象，彈性壓緊元件(彈簧)長期使用也會發(fā)生松弛、斷裂或腐蝕情況。密封元件也可能會出現(xiàn)開裂、扭曲變形等情況。
2.機械密封振動及發(fā)熱的故障原因
動靜環(huán)貼合面粗糙，動靜環(huán)與密封腔的間隙太小，振擺碰撞引起振動。有時由于密封端面的耐腐蝕性和耐溫性不良，冷卻不足或動靜環(huán)端面在安裝時夾雜顆粒物或其他雜質(zhì)，也會使機械密封產(chǎn)生振動和發(fā)熱。
4.機械密封振動偏大
除了機械密封本身，其它零部件也可能有導(dǎo)致振動偏大的原因，如旋轉(zhuǎn)軸設(shè)計不合理、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、機械密封的故障處理
1.機械密封的零件故障處理
機械密封的零件發(fā)生故障，需及時更換。為了提高密封效果，對動靜環(huán)貼合面的粗糙度和平面度的精度要求較高。動靜環(huán)的貼合面寬度較窄，一般在2～7毫米范圍。
2.機械密封振動及發(fā)熱的處理
如果是動靜環(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)動件的外徑變小，保證有0.75mm以上的間隙。如果是摩擦副配對不當(dāng)，需要考慮更改靜環(huán)的材質(zhì)，增強耐高溫和耐腐蝕的性能。
3.機械密封介質(zhì)泄漏的處理
引起機械密封介質(zhì)泄漏的原因有很多。為了盡可能減少泄漏量，安裝機械密封時一定要符合技術(shù)規(guī)范，同時還要注意以下幾個事項。
①裝配要干凈整潔。機械密封的零件、裝配工具、潤滑油等要十分干凈。動靜環(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，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。動靜環(huán)組裝完畢后，用手推動，自然復(fù)位，觀察彈動是否靈活。
總結(jié)
機械密封是旋轉(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，如節(jié)省動力、密封可靠等，但機械密封的拆裝要麻煩很多。應(yīng)掌握相關(guān)的安裝維護技術(shù)，正確分析機械密封出現(xiàn)故障的原因，減少故障，延長機械密封的使用壽命。
