项目三离心泵轴封的装配课件.ppt
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1、项目三 离心泵轴封的装配,知识1 密封的基本原理知识2 离心泵填料密封知识3 离心泵机械密封【相关知识】知识1 垫片密封 知识2 浮环密封 知识3 迷宫密封 知识4 蜂窝密封 知识5 干气密封,知识1 密封的基本原理,一、泄漏与密封泄漏:物料从有限空间内部跑到外部,或者是其他物质由空间外部进入内部。造成泄漏的原因:1、是由于机械加工的结果,机械产品的表面必然存在各种缺陷和形状及尺寸偏差,因此,在机械零件联接处不可避免地会产生间隙。2、是密封两侧存在压力差,工作介质就会通过间隙而泄漏。阻止泄露的主要途径:减小或消除间隙,一、泄漏与密封,密封的作用将接合面间的间隙封住,隔离或切断泄露通道,增加泄露
2、通道中的阻力,或者在通道中加设小型做功元件,对泄露物造成压力,与引起泄露的压差部分抵消或完全平衡,以阻止泄露。真空系统的密封,还要考虑渗漏和扩散 密封件 能起密封作用的零部件 密封系统 较复杂的密封,特别是带有附属装置的称为密封系统。,一、泄漏与密封,减少泄漏的方法:(1)尽量减少密封部位的数量(2)堵塞或隔离泄漏通道(3)增加泄漏通道中的阻力(4)在通道中加设小型作功元件(5)抽走或注入密封介质,二、密封的分类,根据工作压力分,按密封件与其作用相对运动的零部件是否接触,三、化工生产对密封的要求1、密封可靠、泄漏少。2、耐腐蚀性。3、密封件要有一定的使用寿命。4、安装调整方便。5、密封件品种多
3、样,便于选取。6、价格便宜。,知识2 离心泵填料密封,填料密封是一种接触式密封 优点:结构简单,更换方便,成本低廉,适用范围广(可用于旋转、往复、螺旋运动的密封),对旋转运动的轴允许有轴向窜动。缺点:密封性能差,轴不允许有较大的径向跳动,功耗大,磨损轴,使用寿命短。,一、填料密封的基本结构、工作原理及其特点,1填料密封的基本结构、工作原理,图3-1 填料密封结构如图 1-填料函 2-填料 3-压盖,2常见填料密封结构型式(1)单填料函 无需任何辅助装置,适于低温、低压、低真空度的情况,采用棉纱、石棉类填料居多。,图3-2 单填料函结构,2常见填料密封结构型式,(2)夹套填料函外部有夹套通以冷却
4、水或蒸汽,以改善填料的工作条件,对于高温介质或低温易结晶的介质尤为适用。,图3-3 夹套填料函,2常见填料密封结构型式,(3)带液环填料函在填料函中部或底部引入封液,通过液环进入填料两侧。,2常见填料密封结构型式,(4)双填料函,图3-5 双填料函结构,2常见填料密封结构型式,(5)锥形填料函用于比较特殊的场合,2常见填料密封结构型式,(6)旋转填料函用于某些轴静止时而外壳体保持转动的化工传动设备。,图3-7 如旋转填料函结构,2常见填料密封结构型式,(7)浮动填料函适用于轴和壳体不同心或在转动时摆动、跳动较大的场合。,图3-8 如旋转填料函结构,二、填料对材料的要求及其形式,1对材料的要求有
5、一定的弹塑性 化学稳定性不渗透性 自润滑性好,摩擦因数小并耐磨。耐温性。装拆方便。制造简单,价格低廉。,2填料形式,图3-9 不同形式的填料,三、填料密封的装配与使用,1填料密封的装配安装时应注意下面几点:用百分表检查旋转轴与填料函的同轴度和轴的径向圆跳动量,柱塞与填料函的同轴度,十字头与填料函的同轴度。清理填料函。检查填料材质是否与要求相符,断面尺寸与填料函和轴向尺寸是否相匹配。沿轴或柱塞周长,用锋利刀口将填料切断。切口可以是直口或45斜口。预压成型。,图3-10 预制填料环的模具1-芯棒 2-套模 3-填料环4-垫环,套模上的压紧力可按下式计算,装填。填料装完后,对称地压紧压盖螺栓,避免填
6、料压偏,用手盘动轴或柱塞使其稍能转动即可。软硬填料混合安装,硬填料应放在填料函底部,软填料靠近压盖处。安装过程中,填料不要随便乱放,以免表面沾污泥砂、灰尘等物,因为这些污物很难清除,一日随填料装入后,就会对轴产生强烈磨损。填料安装后需进行试运转,不必启动电机,用于盘动联轴器,使填料紧松适宜。,2.成型填料密封简介按工作特性分为挤压型密封圈:O形圈 唇形密封圈:V形、U形、L形、J形和Y形等。按材料可分为橡胶类、塑料类、皮革类和金属类。,O型密封圈优点:密封部位结构简单,安装部位紧凑,重量较轻。有自密封作用,往往只用一个密封件便能完成密封。密封性能较好,用作静密封时几乎可以做到没有泄露。运动摩擦
7、阻力很小,对于压力交变的场合也能适应。尺寸和沟槽已标准化,成本低,便于使用和外购。,V型密封圈主要用于往复运动,作活塞或活塞杆的密封。很少用于转动中或作静密封。特点:密封性能良好。允许一定的偏心载荷、和偏心运动。可以多圈重叠使用,并通过调节压紧力来获得最大密封效果。耐冲击压力和振动压力。当填料不能从轴向装入时,可以开切口使用,只要安装时将切口互相错开,不影响密封效果。缺点:摩擦阻力较其他成型填料的大。,Y型、U型密封圈,J形和L形密封圈都是用于工作压力不大于1MPa的气压或液压机械设备的密封。J形密封圈的是用于活塞杆密封。,知识3 离心泵机械密封,特点:机械密封的密封性好、性能稳定、泄漏量少、
8、摩擦功耗低、使用周期长、对轴磨损很小,能满足多种工况要求,在化工、石油化工等部门已广泛应用,但其结构复杂、制造精度高、价格较贵、维修不便。,一、机械密封的基本结构、工作原理及其特点1机械密封的基本结构由静止环(静环)及旋转环(动环)组成的一对密封端面,此二面通常为研磨面,有时称二端面为摩擦副。以弹性元件(或磁性元件)为主的补偿缓冲机构。辅助密封圈。使旋转环和轴一起旋转的传动机构。,图3-11 机械密封结构,2机械密封的工作原理机械密封基本原理机械密封的结构中其至少有一对垂直于旋转轴线的端面,该端面在流体压力及补偿机械外弹力(或磁力)的作用下,加之辅助密封的配合,与另一端面保持贴合并相对滑动,从
9、而防止流体泄漏。由于两个密封端面的紧密贴合,使密封端面之间的交界(密封界面)形成一微小间隙,当有压介质通过此间隙时,形成极薄的液膜,形成阻力,阻止介质泄漏,又使端面得以润滑,由此获得长期的密封效果。,机械密封的工作过程,3机械密封的分类按用途分类 按作用原理与结构分类,机械密封的分类,机械密封的分类,机械密封的分类,机械密封的分类,机械密封的分类,机械密封的分类,二、常见机械密封材料及其选用要求:具有一定的耐磨性,一般要求动、静环使用寿命大于8000h。与介质相容,即摩擦副发生相对滑动时,其间能产生润滑膜,以提高摩擦副自润滑能力。能经受短时的干摩擦。能抵抗介质的腐蚀或溶解,否则因腐蚀或溶解导致
10、摩擦面粗糙,随之损伤与其对磨的材料。热稳定性好。导热快,摩擦热能迅速传导,而不积存在摩擦面上。有一定的机械强度及刚度。材料有来源、易加工、成本低。,1摩擦副材料,2、机械密封的辅助密封圈材料辅助密封圈作用:密封轴与动环之间及静环与静环座间的间隙。动环密封圈补偿密封面的偏斜和振动,以保证动静环端面的紧密贴合。常用材料:丁腈橡胶、硅橡胶、氟橡胶、乙丙橡胶、氯丁橡胶等,3弹簧和其他零件材料弹簧材料:,4材料选用,三、机械密封的使用、维修与安装1运转与维护应避免因零件松动而发生泄漏,注意因进入端面的物料造成的发热现象及运转中有无异常响声等。辅助冲洗冷却等装置及仪表是否正常稳定 机器本身的振动(如联轴器
11、不对中)发热等也将影响密封,故必须经常观察。,2零件的修理动、静环 密封端面为硬质材料:研磨 密封端面为软质材料:重新研磨使其平而度公差必须合格。软质材料容易在使用安装中造成崩边、划伤,一般不允许有内外相通的划道。密封端面高度一般要求不小于2mm,否则应予更换。,密封圈一般使用一定时问后,密封圈溶胀或老化,故检修时最好更换新的密封圈。弹簧检修时,将弹簧清洗干净,测其弹力,如弹力变化小于20,则可继续使用。轴套由于机器自身的振动,导致辅助密封圈有时磨损轴套,严重时形成沟槽故检修时应仔细检查轴套,可采用适当的修复工艺修复。,3安装安装前准备查对清洗压缩量的确定检查1)检查动环的浮动性2)检查固定环
12、偏心3)检查密封圈4)其他运转准备,机械密封安装演示,集装式机械密封各部件名称,驱动螺钉,轴或轴套直径 D1=?1、填料腔直径 D2=?2、端盖螺栓分布圆 直径D3=?3、螺栓规格 D4=?4、螺栓数量 n=?5、填料腔深度 L1=?6、外部自由空间长度 L2=?,泵体相关尺寸,以一台单级卧式双吸油泵为例:,步骤之一,泵解体,步骤之二,检查轴套光洁度直径长度当不符合要求时必须更换,步骤之三,检查填料腔尺寸直径深度端面平整度垂直度,步骤之四,打磨轴套,步骤之五,端面清理,步骤之六,轴套润滑涂防卡剂,可用硅脂等,步骤之七,机封润滑涂防卡剂,可用硅脂、黄油、凡士林,步骤之八,预先套入要求轻缓,步骤之
13、九,轴的装配,步骤之十,轴组安装尽量不要碰到机封,步骤之十一,泵体恢复,步骤之十二,整体调整,步骤之十三,清理填料腔端面清理余胶中分面纸垫,步骤之十四,端面施胶保证密封,机械密封原则上是不能用密封胶,步骤之十五,机械密封法兰固定,步骤之十六,动环与轴的定位要求依次逐个轮流拧紧,步骤之十七,定位块拆除,步骤之十八,盘车检查听、看有无刮卡,安装完毕运行调试,拆卸机械密封顺序1、装上三个定位块2、松掉定位圈上的定位螺钉及驱动螺钉3、松掉冲洗接管,松掉压盖螺栓4、取出机械密封,四、机械密封失效分析与故障分析1腐蚀失效表面腐蚀点腐蚀晶间腐蚀应力腐蚀破裂缝隙腐蚀电化学腐蚀,2热损失效热裂发泡、炭化老化、龟
14、裂、溶胀凡因热损引起密封失效,关键在于尽量降低摩擦热改善散热,使密封面处不发生温度剧变。,3磨损失效克服方法:用平衡型机械密封 适当减少弹簧压力 选用良好的摩擦副材料,4安装、运转等引起的故障分析加水或静压试验时发生泄漏由于安装不良,机械密封加水或静压试验时会发生泄漏。动、静环接触表面不平,安装时碰伤、损坏。动、静环密封圈尺寸有误、损坏或未被压紧。动、静环表面有异物夹入。动、静环V形密封圈方向装反,或安装时反边。紧定螺钉未拧紧,弹簧座后退。轴套处泄漏,密封圈未装或压紧力不够。如用手转动轴泄漏有方向性则有如下原因:弹簧力不均匀,单弹簧不垂直多弹簧长短不一或个数少。密封腔端面与轴垂直度不够。静环压
15、紧不均匀。,由安装、运转等引起的周期性泄漏运转中如泵叶轮轴向窜动量超过标准、转轴发生周期性振动及工艺操作不稳定,密封腔内压力经常变化均会导致密封周期性泄漏。,经常性泄漏动环、静环接触端面变形会引起经常性泄漏。镶装或粘接的动、静环接缝处泄漏造成泵的经常性泄漏,由于镶装工艺不合理引起残余变形、用材不当、过盈量不合要求、黏结剂变质均会引起接缝泄漏。摩擦副损伤或变形而不能跑合引起泄漏。摩擦副夹入颗粒杂质。弹簧比压过小。密封圈选材不正确,溶胀失弹。V形密封圈装反。动、静环密封而对轴线不垂直度误差过大。,密封圈压紧后,传动销、防转销顶住零件。大弹簧旋向不对。11转轴振动。12动、静环与轴套间形成水垢不能补
16、偿磨损位移。13安装密封圈处轴套部位有沟槽或凹坑腐蚀。14端面比压过大,动环表面龟裂。15静环浮动性差。16辅助装置有问题。,突发性泄漏泵强烈振动、抽空破坏了摩擦副。弹簧断裂。防转销脱落或传动销断裂而失去作用。辅助装置有故障使动,静环冷热骤变导致密封面变形或产生裂纹。由于温度变化,摩擦副周围介质发生冷凝、结晶影响密封。,停泵一段时间再开动时发生泄漏摩擦副附近介质的凝固结晶,摩擦副上有水垢。弹簧锈蚀、堵塞而丧失弹性,均可引起泵重新开动时发生泄漏。,5机械密封的辅助措施 冷却、保温、冲洗、过滤的目的机械密封端面由于相互摩擦而发热,旋转元件对被密封介质的搅动也产生热量,两者使密封端面温度上升,为此,
17、应采取必要的冷却措施,否则将导致下列结果。端面间的液膜粘度降低并气化,使液膜失稳或破坏。由橡胶、塑料等材料构成的密封圈老化、分解。加速介质对密封零件的腐蚀作用。动环、静环变形,热裂,浸渍金属的熔化。密封面间介质压力增大,使端面打开而造成泄漏。,冷却、冲洗与急冷的方式冷却冷却是对密封面周围介质采用间接降温的方法,使介质冷却下来。,图3-12 机械密封的冷却措施,(2)冲洗冲洗的目的主要在于利用被密封的介质或其他有压力的介质带走机械密封摩擦副产生的热量,并可防止杂质沉积及气体滞留等。,图3-13 机械密封冲洗的分类,(3)急冷急冷是将冷却液(一般为水)直接与动、静环内径(或外径)接触的一种冷却方法
18、,使动、静环与密封圈均受到冷却,冷却效果较好。以水为冷却液通用方法。以溶剂作冷却剂对于易造成密封端面污染的介质。以蒸汽为冷却液适用于高温介质或易结晶或易挥发介质。,【相关知识】知识1 垫片密封,一、垫片密封的原理和结构泄漏的途径有两条:一是通过垫片内部渗漏(渗透泄漏),二是通过垫片于两法兰之间泄漏(界面泄漏)失效主因,图3-15 法兰连接1-螺母 2-螺栓 3-垫片 4-法兰,二、垫片的分类、垫片的性能和构造,1垫片的分类按其材料和结构分:(1)非金属垫片不耐高温有橡胶、石棉橡胶板、柔性石墨、聚四氟乙烯等,截面形状皆为矩形。(2)金属复合型垫片有各种金属包挚、金属缠绕垫。(3)金属垫片耐高温、
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