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 国家职业资格全国统一鉴定  钳工论文  （国家职业资格二级）    论文题目：水泵软填料密封问题的分析与改进  2  水泵软填料密封问题的分析与改进 张锦波  东莞市东江水务有限公司  摘要： 传统的水泵密封是使用软填料作为密封材料的，其结构在使用的过程中存在着易磨损、密封稳定性差等问题，极度影响供水效率。本文着重针对这些问题进行分析，并采取高效的改进措施逐一进行论述。   关键词：水泵密封、软填料、改进  一、前言： 我公司是广东最大自来水公司之一，在生产过程中，水泵填料的损坏是影响产量的主要关键问题，例如我水厂现有20台800S76B大型离心水泵，流量6300 m3/ h，扬程50m，过去使用的是普通浸油麻丝软盘根，经常损坏，这种盘根，使用寿命不到800小时，经常维修和更换，不仅使工作带来压力，更重要使水泵出现漏气、漏水，造成叶轮严重气蚀，影响了正常供水，为此，对盘根损坏的问题进行了分析，提出了改进措施。  二、软填料密封的基本结构及其密封原理：          如下图所示为一典型结构的软填料密封。软填料装在填料箱内，压盖通过压盖螺栓轴向预紧力的作用使软填料产生轴向压缩变形，同时引起填料产生径向膨胀的趋势，而填料的膨胀又受到填料箱内壁与轴表面的阻碍作用，使其与两表面之间产生紧贴，间隙被填塞而达到密封。即软填料是在变形时依靠合适的径 3 向力紧贴轴和填料箱内壁表面，以保证可靠的密封。 填料与运动的轴之间因有相对运动，难免存在微小间隙而造成泄漏，此间隙即为主要泄漏通道。填料装入填料箱内以后，当拧紧压盖螺栓时，柔性软填料受压盖的轴向压紧力作用产生弹塑性变形而沿径向扩展，对轴产生压紧力，并与轴紧密接触。但由于加工等原因，轴表面总有一定的表面粗糙度，其与填料只能是部分贴合而部分未接触，这就形成了无数个不规则的微小迷宫。当有一定压力的流体介质通过轴表面时，将被多次引起节流降压作用，这就是所谓的“迷宫效应”，正是凭借这种效应，是流体沿轴向流动受阻而达到密封。填料宇宙表面的贴合、摩擦，也类似滑动轴承，故应有足够的液体进行润滑，以保证密封的使用寿命，即所谓的“轴承效应”。  显然，良好的软填料密封即是“轴承效应”和“迷宫效应”的综合。适当的压紧力使轴与填料之间保持必要的润滑膜，可减少摩擦磨损，提高使用寿命。压紧力过小，泄漏严重，压紧力过大，则难以形成润滑液膜，密封面呈干磨擦状态，磨损严重，密封寿命将大大缩短。因此，如何控制合理的压紧力是保证软填料密封具有良好性能的关键。 3 向力紧贴轴和填料箱内壁表面，以保证可靠的密封。 填料与运动的轴之间因有相对运动，难免存在微小间隙而造成泄漏，此间隙即为主要泄漏通道。填料装入填料箱内以后，当拧紧压盖螺栓时，柔性软填料受压盖的轴向压紧力作用产生弹塑性变形而沿径向扩展，对轴产生压紧力，并与轴紧密接触。但由于加工等原因，轴表面总有一定的表面粗糙度，其与填料只能是部分贴合而部分未接触，这就形成了无数个不规则的微小迷宫。当有一定压力的流体介质通过轴表面时，将被多次引起节流降压作用，这就是所谓的“迷宫效应”，正是凭借这种效应，是流体沿轴向流动受阻而达到密封。填料宇宙表面的贴合、摩擦，也类似滑动轴承，故应有足够的液体进行润滑，以保证密封的使用寿命，即所谓的“轴承效应”。  显然，良好的软填料密封即是“轴承效应”和“迷宫效应”的综合。适当的压紧力使轴与填料之间保持必要的润滑膜，可减少摩擦磨损，提高使用寿命。压紧力过小，泄漏严重，压紧力过大，则难以形成润滑液膜，密封面呈干磨擦状态，磨损严重，密封寿命将大大缩短。因此，如何控制合理的压紧力是保证软填料密封具有良好性能的关键。 5 2、散热、冷却能力不够： 软填料密封中，滑动接触面较大，摩擦产生的热量较大，而散热时，热量需通过较厚的填料，且多数软填料的导热性能都较差。摩擦热不易传出，致使摩擦面温度升高，摩擦面间的液膜蒸发，形成干摩擦，磨损加剧，密封寿命会显著降低。 3、应力松驰现象严重，密封工作的稳定性差： 由密封填料的黏弹性分析可知，在恒定应变作用下，密封填料产生明显的应力松驰，严重的应力松驰必然导致软填料密封的早期失效。传统的软填料密封，螺栓所施加给填料的预紧力是恒定的，由于磨损引起填料的压缩变形量稍有减少，就会加剧填料的应力松驰，从而降低了密封工作的稳定性和可靠性。 4、自动补偿能力较差： 软填料磨损后，填料与轴杆、填料箱内壁之间的间隙加大，而传统软填料密封结构无自动补偿压紧力的能力，随着间隙增大，泄漏量也逐渐增大。因此，须频繁地拧紧压盖螺栓。 5、偏摆或振动的影响： 水泵和阀门的阀杆密封 在工作时，轴有较大的振动和偏摆，轴与旋转中心之间将会出现较大偏心。如图4所示，若轴的中心与旋转中心不重合，偏心距为e，则轴与填料之最大间隙就为2e，最小间隙为零。间隙沿圆周的分布像月牙形。月牙形的间隙位置随着轴的转动而周期性变化而周期性变化，因此起到了类似容积的增压作用，这对密封是非常不利的。 6   四、改进措施： 1、针对我厂盘根经常损坏的现象作出以下改造： (1)、采用填料的组合使用 即采用不同种类密封填料分段混合配置。不同的填料其侧压系数和回弹性能不同，通过合理选择不同的填料进行组合，可以极大地提高其密封效果。例如4，对于膨胀石墨由于其抗拉及抗剪切能力较低，所以一般将膨胀石墨与石棉填料或碳纤维填料组合使用，这样既可防止膨胀石墨填料被挤入轴隙，强烈磨损而引起介质泄漏，又可使填料径向压力分布均匀，增进密封效果。 实验表明，组合填料一般比各组分单一填料的密封性能好。同样，填料的组合方式不同，工作寿命也不同。为得到最佳密封效果，填料组装应符合下列原则5：组合填料各圈由压盖到密封箱底，填料的侧压系数有增大趋势，填料的摩擦因数依次减小，表示压力下降速度的填料综合系数呈减小趋势。 （2）、对填料预压成形 填料预压成形就是对填料先以一定的压力进行预压缩，然后再装入填料箱。填料在经过预压缩后，在相同的压盖压力下，抵抗介质压力的能力增强，变形减 7 少，介质泄漏的阻力增大，密封效果明显改善。 填料经过预压缩后，与未经预压缩的相比，装入填料箱后其径向压力分布比较均匀合理，密封效果提高。预压缩的比压高于介质压力，其值可取介质压力的1.2倍。预压后填料应及时装入填料腔中，以免填料恢复弹性。如果进行预压缩时，对填料施加的压力不同，靠近压盖的填料压力小，离压盖越远则预压力越大，这样的填料装入填料箱压紧后其径向压力分布更接近泄漏介质沿泄漏通道的压力分布，密封效果与寿命有很大改善。 （3）、采用新型密封填料  泥状混合填料是一种新型的密封填料，它由纯合成纤维、高纯度石墨或高分子硅脂、聚四氟乙烯、有机密封剂进行混合，形成一种无规格限制的胶泥状物质。泥状混合填料密封结构如图5所示，在轴的运转过程中，泥状混合填料由于分子间吸引力极小，具有很强的可塑性，可以紧紧缠绕在轴上，并随轴同步旋转，形成一个“旋转层”的直径逐步增大，轴对纤维的缠绕能力逐步减小，没有与轴缠绕的填料则与填料箱保持相对静止，形成一个“不动层”。这样在泥状混合填料中间形成一个剪切分层面。 8            1泥状混合填料   2快速接管  3泵体  4注射系统 5压盖  6高纯石墨填料  7轴套  8主轴  9高纯石墨填料  泥状混合填料密封的特点是：无泄漏，密封可靠，对轴（或轴套）无磨损；安装简单，维修时可在线修复，降低了劳动强度；不需要冲洗和冷却；轴功率损耗小。 2、改进密封结构： 图6所示为自动补偿径向压紧软填料密封结构，具有以下优点： （1）、其径向和间隙中介质的压力在数值上接近，符合软填料密封机理； （2）、和传统软填料密封结构相比，摩擦功耗低； （3）、各圈填料受压套径向压力的作用，可始终紧压轴表面，可保证有效密封； （4）、自动补偿机构可连续补偿径压力，提高了密封的可靠性； （5）、在同样的密封条件下，减轻了轴与填料的磨损，可延长轴和填料的使用寿命。 9  3、针对上述问题改进后不仅使水泵运行正常而且增加了填料的使用寿命达到8000小时以上，从而使本公司设备减小维修，节约了生产成本，提高生产效率。      五、结束语： 对传统的软填料密封存在的不足进行改良，使其从结构上以及材质方面得以全面改善，软填料密封的使用寿命从原来的不到800小时达到了8000小时以上，大大提高了生产效率，为公司节约了不少成本，提高效益。软填料密封由于结构简单，拆装方便，而且能适应各种旋转运动、往复运动、螺旋运动及静止元件的密封，因此，目前仍被我厂广泛使用。我的大学爱情观目录：一、 大学概念二、 分析爱情健康观三、 爱情观要三思四、 大学需要对爱情要认识和理解五、 总结1、什么是大学爱情：大学是一个相对宽松，时间自由，自己支配的环境，也正因为这样，培植爱情之花最肥沃的土地。大学生恋爱一直是大学校园的热门话题，恋爱和学业也就自然成为了大学生在校期间面对的两个主要问题。恋爱关系处理得好、正确，健康，可以成为学习和事业的催化剂，使人学习努力、成绩上升；恋爱关系处理的不当，不健康，可能分散精力、浪费时间、情绪波动、成绩下降。因此，大学生的恋爱观必须树立在健康之上，并且树立正确的恋爱观是十分有必要的。因此我从下面几方面谈谈自己的对大学爱情观。2、什么是健康的爱情：1) 尊重对方，不显示对爱情的占有欲，不把爱情放第一位，不痴情过分；2) 理解对方，互相关心，互相支持，互相鼓励，并以对方的幸福为自己的满足; 3) 是彼此独立的前提下结合；3、什么是不健康的爱情：1)盲目的约会，忽视了学业;2)过于痴情，一味地要求对方表露爱的情怀，这种爱情常有病态的夸张;3)缺乏体贴怜爱之心，只表现自己强烈的占有欲;4)偏重于外表的追求;4、大学生处理两人的在爱情观需要三思：1. 不影响学习：大学恋爱可以说是一种必要的经历，学习是大学的基本和主要任务，这两者之间有错综复杂的关系，有的学生因为爱情，过分的忽视了学习，把感情放在第一位；学习的时候就认真的去学，不要去想爱情中的事，谈恋爱的时候用心去谈，也可以交流下学习，互相鼓励，共同进步。2. 有足够的精力：大学生活，说忙也会很忙，但说轻松也是相对会轻松的！大学生恋爱必须合理安排自身的精力，忙于学习的同时不能因为感情的事情分心，不能在学习期间，放弃学习而去谈感情，把握合理的精力，分配好学习和感情。3、 有合理的时间；大学时间可以分为学习和生活时间，合理把握好学习时间和生活时间的“度”很重要；学习的时候，不能分配学习时间去安排两人的在一起的事情，应该以学习为第一；生活时间，两人可以相互谈谈恋爱，用心去谈，也可以交流下学习，互相鼓励，共同进步。5、大学生对爱情需要认识与理解，主要涉及到以下几个方面：（一） 明确学生的主要任务“放弃时间的人，时间也会放弃他。”大学时代是吸纳知识、增长才干的时期。作为当代大学生，要认识到现在的任务是学习学习做人、学习知识、学习为人民服务的本领。在校大学生要集中精力，投入到学习和社会实践中，而不是因把过多的精力、时间用于谈情说爱浪费宝贵的青春年华。因此，明确自己的目标，规划自己的学习道路，合理分配好学习和恋爱的地位。（二） 树林正确的恋爱观提倡志同道合、有默契、相互喜欢的爱情：在恋人的选择上最重要的条件应该是志同道合，思想品德、事业理想和生活情趣等大体一致。摆正爱情与学习、事业的关系：大学生应该把学习、事业放在首位，摆正爱情与学习、事业的关系，不能把宝贵的大学时间，锻炼自身的时间都用于谈情说有爱而放松了学习。 相互理解、相互信任，是一份责任和奉献。爱情是奉献而不时索取，是拥有而不是占有。身边的人与事时刻为我们敲响警钟，不再让悲剧重演。生命只有一次，不会重来，大学生一定要树立正确的爱情观。（三） 发展健康的恋爱行为 在当今大学校园，情侣成双入对已司空见惯。抑制大学生恋爱是不实际的，大学生一定要发展健康的恋爱行为。与恋人多谈谈学习与工作，把恋爱行为限制在社会规范内，不致越轨，要使爱情沿着健康的道路发展。正如马克思所说：“在我看来，真正的爱情是表现在恋人对他的偶像采取含蓄、谦恭甚至羞涩的态度，而绝不是表现在随意流露热情和过早的亲昵。”（四） 爱情不是一件跟风的事儿。很多大学生的爱情实际上是跟风的结果，是看到别人有了爱情，看到别人幸福的样子（注意，只是看上去很美），产生了羊群心理，也就花了大把的时间和精力去寻找爱情（五） 距离才是保持爱情之花常开不败的法宝。爱情到底需要花多少时间，这是一个很大的问题。有的大学生爱情失败，不是因为男女双方在一起的时间太少，而是因为他们在一起的时间太多。相反，很多大学生恋爱成功，不是因为男女双方在一起的时间太少，而是因为他们准确地把握了在一起的时间的多少程度。（六） 爱情不是自我封闭的二人世界。很多人过分的活在两人世界，对身边的同学，身边好友渐渐的失去联系，失去了对话，生活中只有彼此两人；班级活动也不参加，社外活动也不参加，每天除了对方还是对方，这样不利于大学生健康发展，不仅影响学习，影响了自身交际和合作能力。总结：男女之间面对恋爱，首先要摆正好自己的心态，树立自尊、自爱、自强、自重应有的品格，千万不要盲目地追求爱，也不宜过急追求爱，要分清自己的条件是否成熟。要树立正确的恋爱观，明确大学的目的，以学习为第一；规划好大学计划，在不影响学习的条件下，要对恋爱认真，专一，相互鼓励，相互学习，共同进步；认真对待恋爱观，做健康的恋爱；总之，我们大学生要树立正确的恋爱观念，让大学的爱情成为青春记忆里最美的风景，而不是终身的遗憾！