機械密封課件2016講解

1、湖北華電電力工程有限公司 -趙勝華 目目 錄錄 一、機封一、機封原理原理 二、機封結(jié)構(gòu)二、機封結(jié)構(gòu) 三、機封特點三、機封特點 四、機封分類四、機封分類 五五、密封材料、密封材料 六六、機封安裝、機封安裝 七七、失效分析失效分析 八、機封維護八、機封維護 九、機封檢修九、機封檢修 十、檢修案例十、檢修案例 一、機械密封的工作原理一、機械密封的工作原理 機械密封又稱端面密封，是一種旋轉(zhuǎn)機 械的軸封裝置。由于傳動軸與設(shè)備之間有 一圈間隙，當(dāng)設(shè)備內(nèi)介質(zhì)壓力與外界大氣 壓力有差量時，會出現(xiàn)介質(zhì)外泄或空氣滲 入。軸封的作用就在于消除此現(xiàn)象，以保 證設(shè)備正常工作。機械密封作為軸封的一 種，因其泄露量小、使用

2、壽命長、無須經(jīng) 常維修等優(yōu)點故被普遍采用。 機械密封是靠一對或幾對垂直于軸線的端面在流體機械密封是靠一對或幾對垂直于軸線的端面在流體 壓力和補償機構(gòu)的彈力作用下保持接合并相對滑動壓力和補償機構(gòu)的彈力作用下保持接合并相對滑動 配以輔助密封而達到的阻漏的軸封裝置。配以輔助密封而達到的阻漏的軸封裝置。 機械密封組成 （1）由旋轉(zhuǎn)環(huán)和靜止環(huán)組成的密）由旋轉(zhuǎn)環(huán)和靜止環(huán)組成的密 封端面，又稱摩擦副。封端面，又稱摩擦副。 （2）由彈簧元件組成的補償機構(gòu)。）由彈簧元件組成的補償機構(gòu)。 （3）輔助密封圈，包括動環(huán)密封）輔助密封圈，包括動環(huán)密封 圈和靜環(huán)密封圈。圈和靜環(huán)密封圈。 （4）使旋轉(zhuǎn)環(huán)隨軸一起旋轉(zhuǎn)的傳）使

3、旋轉(zhuǎn)環(huán)隨軸一起旋轉(zhuǎn)的傳 動元件。動元件。 二、機封結(jié)構(gòu)二、機封結(jié)構(gòu) 構(gòu)成機封的基本元件構(gòu)成機封的基本元件 有：有： 端面密封環(huán)端面密封環(huán)（靜環(huán)動（靜環(huán)動 環(huán)）、環(huán)）、彈性元件彈性元件、輔輔 助密封助密封（如（如O型圈）、型圈）、 傳動件傳動件（傳動螺釘）、（傳動螺釘）、 防轉(zhuǎn)件防轉(zhuǎn)件和和緊固件緊固件 二、機封結(jié)構(gòu)二、機封結(jié)構(gòu) 端面密封端面密封環(huán)環(huán)（靜、動環(huán)）：（靜、動環(huán)）：端面密封副的作用是使得端面密封副的作用是使得 密封面緊密貼合，防止介質(zhì)泄露。它要求靜、動環(huán)具密封面緊密貼合，防止介質(zhì)泄露。它要求靜、動環(huán)具 有良好的耐磨性。有良好的耐磨性。 二、機封結(jié)構(gòu)二、機封結(jié)構(gòu) 彈性元件（彈簧、波紋彈性

4、元件（彈簧、波紋 管）：管）：主要起預(yù)緊、補主要起預(yù)緊、補 償和緩沖作用，保證端償和緩沖作用，保證端 面密封良好的貼合和動面密封良好的貼合和動 環(huán)的追隨性，材料要求環(huán)的追隨性，材料要求 耐腐蝕、耐疲勞。耐腐蝕、耐疲勞。 二、機封結(jié)構(gòu)二、機封結(jié)構(gòu) 輔助密封（O型 圈）：主要起靜環(huán) 和動環(huán)的密封作用， 同時也起到浮動和 緩沖作用。保證靜 環(huán)與壓蓋之間的密 封性，動環(huán)與軸或 軸套之間的密封性。 二、機封結(jié)構(gòu)二、機封結(jié)構(gòu) 傳動件（如傳傳動件（如傳 動銷、傳動螺動銷、傳動螺 釘和傳動突釘和傳動突 耳）：耳）：作用是作用是 將軸的轉(zhuǎn)矩傳將軸的轉(zhuǎn)矩傳 給動環(huán)。材料給動環(huán)。材料 要求耐磨和耐要求耐磨和耐 腐蝕

5、。腐蝕。 二、機封結(jié)構(gòu)二、機封結(jié)構(gòu) 防轉(zhuǎn)件：防轉(zhuǎn)件：它起到防止靜環(huán)它起到防止靜環(huán) 轉(zhuǎn)動和脫出的作用。要求有轉(zhuǎn)動和脫出的作用。要求有 足夠的長度，防止靜環(huán)在負足夠的長度，防止靜環(huán)在負 壓下脫出，并要求正確定位，壓下脫出，并要求正確定位， 防止靜環(huán)隨動環(huán)旋轉(zhuǎn)。防止靜環(huán)隨動環(huán)旋轉(zhuǎn)。 二、機封結(jié)構(gòu)二、機封結(jié)構(gòu) 緊固件（緊定螺彈緊固件（緊定螺彈 簧座、壓蓋、軸簧座、壓蓋、軸 套）：套）： 它起到靜、動環(huán)的它起到靜、動環(huán)的 定位、緊固的作用。定位、緊固的作用。 機械密封與軟填料密封對比機械密封與軟填料密封對比 優(yōu)點優(yōu)點： （1）密封密封性能高性能高，泄露量很小，泄露量很小，對于，對于長期運轉(zhuǎn)長期運轉(zhuǎn)的設(shè)的

6、設(shè) 備也能保證良好的密封效果。備也能保證良好的密封效果。 （2） 使用壽命長，在化工介質(zhì)中一般能工作半年以使用壽命長，在化工介質(zhì)中一般能工作半年以 上上。 （3）摩）摩擦功率消耗小，擦功率消耗小，減小了軸功率的損耗，減小了軸功率的損耗，其摩其摩 擦功率擦功率約約為軟填料密封的為軟填料密封的10%50%。 （4）維修周期長，維修周期長，補償裝置可再端面磨損后做微量補償裝置可再端面磨損后做微量 的壓緊的壓緊，一般情況下不需經(jīng)常維修，一般情況下不需經(jīng)常維修。 （5） 抗振性抗振性能能好，對好，對轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動軸的振動以及軸的偏斜不軸的振動以及軸的偏斜不 敏感敏感。 （6）適用范圍廣，機械密封能用于高溫、低

7、溫、高適用范圍廣，機械密封能用于高溫、低溫、高 壓、真空壓、真空工況工況，以及各種腐蝕介質(zhì)和含磨粒介質(zhì)。，以及各種腐蝕介質(zhì)和含磨粒介質(zhì)。 機械密封與軟填料密封對比機械密封與軟填料密封對比 缺點：缺點： （1）結(jié)構(gòu)）結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，對加工較復(fù)雜，對加工精度和質(zhì)量要求較高。精度和質(zhì)量要求較高。 （2）因其復(fù)雜結(jié)構(gòu)安裝、拆卸不便。）因其復(fù)雜結(jié)構(gòu)安裝、拆卸不便。 （3）一次維修和保養(yǎng)成本較高。）一次維修和保養(yǎng)成本較高。 （4）單件價格較高）單件價格較高。 三、機封特點三、機封特點 密封性能好密封性能好。只要主只要主 密封面的表面粗糙度密封面的表面粗糙度 和平直度能保證達到和平直度能保證達到 要求，只要材料

8、耐磨要求，只要材料耐磨 性能好，機械密封可性能好，機械密封可 以達到很少泄漏量，以達到很少泄漏量， 甚至肉眼看不到泄露。甚至肉眼看不到泄露。 與填料、迷宮、浮環(huán)、與填料、迷宮、浮環(huán)、 螺旋等密封相比，泄螺旋等密封相比，泄 漏量小得多。漏量小得多。 三、機封特點三、機封特點 使用壽命長。在機在機 械密封中，只要磨損部分械密封中，只要磨損部分 是密封摩擦副端面。一般是密封摩擦副端面。一般 可以連續(xù)使用可以連續(xù)使用12年，個年，個 別場合下也有用到別場合下也有用到510 年。日本甚至規(guī)定最低使年。日本甚至規(guī)定最低使 用一年。用一年。 三、機封特點三、機封特點 運轉(zhuǎn)中不用調(diào)整運轉(zhuǎn)中不用調(diào)整。在運轉(zhuǎn)中自

9、動保持接。在運轉(zhuǎn)中自動保持接 觸，裝配后就不用向普通軟填料那樣需調(diào)觸，裝配后就不用向普通軟填料那樣需調(diào) 整壓緊。整壓緊。 抗振性強，緩沖性好抗振性強，緩沖性好。由于波紋管式和。由于波紋管式和 全補償式機械密封的發(fā)展，使機械密封具全補償式機械密封的發(fā)展，使機械密封具 有更好的抗振性，一般在轉(zhuǎn)速有更好的抗振性，一般在轉(zhuǎn)速n=3000r/min 時，最大振幅不超過時，最大振幅不超過5mm。 三、機封特點三、機封特點 功率損耗小功率損耗小。由于機械密封的端面接觸面由于機械密封的端面接觸面 積小，摩擦功率損耗小，僅為填料密封積小，摩擦功率損耗小，僅為填料密封 的的2030 軸或軸套表面不易磨損軸或軸套表

10、面不易磨損。由于機械密封與由于機械密封與 軸或軸套的接觸部位幾乎沒有相對運動，軸或軸套的接觸部位幾乎沒有相對運動， 因此對軸或軸套的損傷很小。因此對軸或軸套的損傷很小。 三、機封特點三、機封特點 結(jié)構(gòu)較復(fù)雜； 裝配較難，更 換不便； 價格昂貴。 四、四、機封分類 補償機構(gòu)是使得密封補償機構(gòu)是使得密封 端面緊密貼合，由此端面緊密貼合，由此 可分為可分為磁力機封、彈磁力機封、彈 簧式機封、波紋管式簧式機封、波紋管式 機封。機封。 彈簧式機封彈簧式機封又有單彈又有單彈 簧和多彈簧之別。國簧和多彈簧之別。國 產(chǎn)采用單彈簧式較多。產(chǎn)采用單彈簧式較多。 波紋管波紋管的材料有橡膠、的材料有橡膠、 聚四氟乙烯

11、和焊接的聚四氟乙烯和焊接的 金屬薄片等。金屬薄片等。 四、四、機封分類 根據(jù)密封端 面的數(shù)量和布 置方式可分為 單端面、雙端單端面、雙端 面及多端面機面及多端面機 械密封械密封。 五、密封材料五、密封材料 密封材料應(yīng)滿足密封功能的要求。密封材料應(yīng)滿足密封功能的要求。 密封材料的要求一般是：密封材料的要求一般是： 1） 材料致密性好，不易泄露介質(zhì)；材料致密性好，不易泄露介質(zhì)； 2） 有適當(dāng)?shù)臋C械強度和硬度；有適當(dāng)?shù)臋C械強度和硬度； 3） 壓縮性和回彈性好，永久變形小壓縮性和回彈性好，永久變形小 4） 高溫下不軟化，不分解，低溫下不硬化，高溫下不軟化，不分解，低溫下不硬化， 不脆裂不脆裂； 五、密

12、封材料五、密封材料 5） 抗腐蝕性能好，在酸，堿，油等介質(zhì)抗腐蝕性能好，在酸，堿，油等介質(zhì) 中能長期工作，其體積和硬度變化小，且中能長期工作，其體積和硬度變化小，且 不粘附金屬表面；不粘附金屬表面； 6） 摩擦系數(shù)小，耐磨性好；摩擦系數(shù)小，耐磨性好； 7） 具有與密封面結(jié)合的柔軟性；具有與密封面結(jié)合的柔軟性； 8） 耐老化性好，經(jīng)久耐用；耐老化性好，經(jīng)久耐用； 9） 加工制造方便，價格便宜，取材容易。加工制造方便，價格便宜，取材容易。 五、密封材料五、密封材料 機械密封常用的密封材料有橡膠類、塑料機械密封常用的密封材料有橡膠類、塑料 類、合金類和新陶瓷等。類、合金類和新陶瓷等。 新陶瓷如碳化硅

13、，它的硬度接近于金剛石。新陶瓷如碳化硅，它的硬度接近于金剛石。 橡膠類常用來做輔助密封件。常用的有氯橡膠類常用來做輔助密封件。常用的有氯 丁橡膠、丁氰橡膠、硅橡膠等。丁橡膠、丁氰橡膠、硅橡膠等。 硬質(zhì)合金如氮化硅，不銹鋼如硬質(zhì)合金如氮化硅，不銹鋼如304、304L、 316、316L等等 塑料如聚四氟乙烯等塑料如聚四氟乙烯等 六、機械密封安裝六、機械密封安裝 （1）安裝前首先要檢查機械密封各部件 是齊全、完好，有無裂痕和缺失。 （2）檢查旋轉(zhuǎn)環(huán)和靜止環(huán)密封端面是否 平整，有無劃痕，有無雜質(zhì)，有無銹 蝕，端面間隙是否一致。 （3）檢查靜密封圈是否有完好，大小選 擇是否合適。 （4）動環(huán)是否正常安

14、裝，有無卡死。 （5）檢查補償機構(gòu)是否正常工作。 六、機械密封安裝六、機械密封安裝 （6）檢查各部件間隙是否合適 （7）垂直安裝，安裝時避免碰擊、敲打， 避免摩擦，防止密封副損壞。 （8）安裝時在表面涂一層清潔的機械油， 以便能順利安裝。 （9）安裝壓蓋時，擰緊螺絲必須受力均 勻，避免靜環(huán)端面與軸心線產(chǎn)生偏差。 七、機封失效形式七、機封失效形式 旋轉(zhuǎn)環(huán)與靜止環(huán)的端面則是做著相當(dāng)運動的 動密封。因此它是整個機械密封裝置中的主密封， 同時也決定密封效果和機械密封的壽命。機械密 封在工作過程中，由于旋轉(zhuǎn)環(huán)和靜止環(huán)兩個密封 端面緊密配合，使密封端面之間形成一道微小間 隙，當(dāng)介質(zhì)通過此間隙時，形成極薄的

15、液膜，產(chǎn) 生阻力，阻止介質(zhì)泄漏，同時液膜也起到潤滑和 冷卻的作用，使機械密封的壽命增長。為了保證 密封端面間必需的液膜，必須嚴(yán)格控制端面上的 壓力，若壓力過大，則不易形成穩(wěn)定的潤滑液膜， 從而導(dǎo)致端面的快速磨損；若壓力過小，則影響 密封效果導(dǎo)致泄漏量增加。 七、機封失效形式七、機封失效形式 1.靜壓試驗時泄漏。靜壓試驗時泄漏。機械密封在安裝時由于 不細心，往往會使密封端面被碰傷、變形、 損壞，清理不凈、夾有顆粒狀雜質(zhì)，或是 由于定位螺釘松動、壓蓋沒有壓緊，機器、 設(shè)備精度不夠，使密封面沒有完全貼合， 都會造成介質(zhì)泄漏。如果是軸套漏，則是 軸套密封圈裝配時未被壓緊或壓縮量不夠 或損壞。 七、機封

16、失效形式七、機封失效形式 2.周期性或陣發(fā)性泄漏。周期性或陣發(fā)性泄漏。機械密封的轉(zhuǎn)子組件 周期性振動、軸向竄動量太大，都會造成泄漏。 機械密封的密封面要有一定的比壓，這樣才能 起到密封作用，這就要求機械密封的彈簧要有 一定的壓縮量，給密封端面一個推力，旋轉(zhuǎn)起 來使密封面產(chǎn)生密封所要求的比壓。為了保證 這一個比壓，機械密封要求泵軸不能有太大的 竄量，一般要保證在0.25mm以內(nèi)。但在實際 設(shè)計當(dāng)中，由于設(shè)計的不合理，往往泵軸產(chǎn)生 很大的竄量，對機械密封的使用是非常不利的。 七、機封失效形式七、機封失效形式 3.機械密封的經(jīng)常性泄漏。機械密封的經(jīng)常性泄漏。機械密封經(jīng)常 性泄漏的原因有很多方面。第一

17、方面，由 于密封端面缺陷引起的經(jīng)常性泄漏。第二 方面，是輔助密封圈引起的經(jīng)常性泄漏。 第三方面，是彈簧缺陷引起的泄漏。其他 方面，還包括轉(zhuǎn)子振動引起的泄漏，傳動、 緊定和止推零件質(zhì)量不好或松動引起泄漏， 機械密封輔助機構(gòu)引起的泄漏，由于介質(zhì) 的問題引起的經(jīng)常性泄漏等。 七、機封失效形式七、機封失效形式 4.機械密封振動偏大。機械密封振動偏大。機械密封振動偏大， 最終導(dǎo)致失去密封效果。但機械密封振動 偏大的原因往往不僅僅是機械密封本身的 原因，泵的其它零部件也是產(chǎn)生振動的根 源，如泵軸設(shè)計不合理、加工的原因、軸 承精度不夠、聯(lián)軸器的平行度差、徑向力 大等原因。 八、八、機械密封維護機械密封維護

18、（1）在沒有介質(zhì)通過時禁止啟動設(shè)備。避 免端面干摩。 （2）保證機封封液的潔凈度，確保不含固 體顆粒，減弱密封面的摩擦，延長機封壽 命。 （3）要注意冷卻液的流量，不要斷流，要 定期檢查冷卻液溫度變化。 （4）保證介質(zhì)的潔凈度，定期檢查、清洗 過濾網(wǎng)。 九、九、機械密封檢修機械密封檢修 安裝時注意事項： 要十分注意避免安裝中所產(chǎn)生的安裝偏差 （1）上緊壓蓋應(yīng)在聯(lián)軸器找正后進行，螺栓 應(yīng)均勻上支，防止壓蓋端面偏斜，用塞尺 檢查各點，其誤差不大于0.05毫米。 （2）檢查壓蓋與軸或軸套外徑的配合間隙 （即同心度），四周要均勻，用塞尺檢查 各點允差不大于0.01毫米。 九、九、機械密封檢修機械密封檢

19、修 安裝時注意事項安裝時注意事項： 彈簧壓縮量要按規(guī)定進行，不允許有過大 或過小現(xiàn)象，要求誤差2.00毫米。過大會增 加端面比壓，另速端面磨損。過小會造成 比壓不足而不能起到密封作用。 動環(huán)安裝后需保證能在軸上靈活移動，將 動環(huán)壓向彈簧后應(yīng)能自動彈回來。 九、九、機械密封檢修機械密封檢修 拆卸時注意事項拆卸時注意事項： 在拆卸機械密封時要仔細，嚴(yán)禁動用手錘和扁鏟，以 免損壞密封元件?？勺鲆粚︿摻z勾子，在對自負盈虧 方向伸入傳動座缺口處，將密封裝置拉出。如果結(jié)垢 拆卸不下時，應(yīng)清洗干凈后再進行拆卸。 如果在泵兩端都用機械密封時，在裝配，拆卸過程中 互相照顧，防止顧此失彼。 對運行過的機械密封，凡

20、有壓蓋松動使密封發(fā)生移動 的情況，則動靜環(huán)零件必須更換，不應(yīng)重新上緊繼續(xù) 使用。因為在之樣楹動后，摩擦副原來運轉(zhuǎn)軌跡會發(fā) 生變動，接觸面的密封性就很容易遭到破壞。 十、十、機械密封檢修機械密封檢修案例案例 事件經(jīng)過 2016年1月19日9時許，巡檢發(fā)現(xiàn)#6機#1前置泵非驅(qū)動端 軸承聲音異常，機封甩水大，立即聯(lián)系運行停泵，并辦理工 作票退出檢修。工作票安措布置完畢余壓泄盡之后，依次拆 下軸承，機封等，解體檢查發(fā)現(xiàn)軸承保持架松脫，機封動靜 環(huán)結(jié)合面有磨損，更換一件新機封（LTJ100），更換兩 件新軸承（7319BECBM），調(diào)整非驅(qū)動端軸承外圓膨脹間 隙合格，押票試運啟泵后非驅(qū)動端機封漏水大，重新布置安 措后拆下機封發(fā)現(xiàn)靜環(huán)破損，更換一套新機封后按要求回裝， 試運機封仍然漏水大，再次重新布置安措，壓力到零后解體 發(fā)現(xiàn)機封靜環(huán)破損，內(nèi)圈有明顯高溫發(fā)黑痕跡。再次更換一 套新機封后回裝，至1月20日18時30分試運正常，機封無漏 水，軸承溫度以及振動正常，完工消票。 十、十、機械密封檢修機械密封檢修案例案例 原因分析 1、