机械密封在旋转设备上的应用及故障分析.docx
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机械密封在旋转设备上的应用及故障分析
河北工业职业技术学院
毕业论文
论文题目：
机械密封在旋转设备上的应用及故障分析
系别机电工程系
专业年级化机1002班
学生姓名张召龙学号48
指导教师许彦春
日期2012年10月10
河北工业职业技术学院
一、课题需要完成的任务：
分析机械密封在旋转设备上的应用以及可能出现的故障，分析其原因并对此提出处理措施，从而减小影响整机的运行，避免重大安全事故的发生。
并就通用离心泵进行了详细的分析。
二、课题研究计划：
三、计划答辩时间：
指导教师（签字）：
毕业实践领导小组组长（签字）：
年月日年月日
一、引言……………………………………………………………………………
二、机械密封的原理及要求………………………………………………………
三、机械密封的故障表现及原因…………………………………………………
（一）机械密封振动、发热故障原因…………………………………………
（二）机械密封介质泄漏的故障原因…………………………………………
四、处理故障采取的措施…………………………………………………………
（一）机械密封振动、发热的处理……………………………………………
（二）机械密封泄漏的处理……………………………………………………
（三）泵轴窜量大的处理………………………………………………………
（四）增加辅助冲洗系统………………………………………………………
（五）泵振动的处理措施………………………………………………………
五、通用离心泵机械密封泄漏原因分析与处理…………………………………
（一）结构原理简介……………………………………………………………
（二）机械密封的故障表现……………………………………………………
（三）机械密封泄漏的原因分析及处理………………………………………
（四）检修中需注意的几个问题………………………………………………
六、结论……………………………………………………………………………
参考文献……………………………………………………………………………
机械密封在旋转设备上的应用及故障分析
××专业×班姓名××学号××（居中，小4号宋体）
摘要：
机械密封在旋转设备上的应用以及出现故障的原因分析和处理措。
机械密封在旋转设备上的应用非常广泛，机械密封的密封效果将直接影响整机的运行，严重的还将出现重大安全事故。
从机械密封的内外部条件的角度分析了影响密封效果的几种因素和应采取的合理措施。
关键词：
机械密封；故障处理；原因分析。
Mechanicalsealrotatingequipmentapplicationsandfailureanalysis
Abstract:
Mechanicalsealrotatingdeviceapplicationsandthereasonsforfailureanalysisandtreatmentmeasures.Mechanicalsealintherotarydeviceiswidelyused,themechanicalsealsealwilldirectlyaffectthewholemachinerunning,seriousmajorsecurityincidentswilloccur.
Mechanicalsealfromtheperspectiveofinternalandexternalconditionsaffectingthesealingeffectofseveralfactorsandreasonablemeasurestobetaken..
Keywords:
Mechanicalseal;faulthandling;Causes
一、引言
机械密封是流体机械和动力机械中重要的密封装置,它对整台机器设备、整套装置甚至对整个生产过程的安全性都有很大的影响,是机械设备防漏、节能以及控制环境污染的重要基础件。
随着高新技术和工业的高速发展,机械密封以其多方面的优越性被广泛应用。
二、机械密封的原理及要求
机械密封又叫端面密封，它是一种旋转机械的轴封装置，指由至少一对垂直于旋转轴线的的端面在液体压力和补偿机构弹力（或磁力）的作用以及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄漏的装置。
它的主要功用将易泄漏的轴向密封改变为较难泄漏的端面密封。
它广泛应用于泵、釜、压缩机及其他类似设备的旋转轴的密封。
机械密封通常由动环、静环、压紧元件和密封元件组成。
其中动环随泵轴一起旋转，动环和静环紧密贴合组成密封面，以防止介质泄漏。
动环靠密封室中液体的压力使其端面压紧在静环端面上，并在两环端面上产生适当的比压和保持一层极薄的液体膜而达到密封的目的。
压紧元件产生压力，可使泵在不运转状态下，也保持端面贴合，保证密封介质不外漏，并防止杂质进入密封端面。
密封元件起密封动环与轴的间隙、静环与压盖的间隙的作用，同时弹性元件对泵的振动、冲击起缓冲作用。
机械密封在实际运行中是与泵的其它零部件一起组合起来运行的，机械密封的正常运行与它的自身性能、外部条件都有很大的关系。
但是我们要首先保证自身的零件性能、辅助密封装置和安装的技术要求，使机械密封发挥它应有的作用。
三、机械密封的故障表现及原因
机械密封的零件的故障旋转设备在运行当中，密封端面经常会出现磨损、热裂、变形、破损等情况，弹簧用久了也会松弛、断裂和腐蚀。
辅助密封圈也会出现裂口、扭曲和变形、破裂等情况。
（一）机械密封振动、发热故障原因
设备旋转过程中，会使动静环贴合端面粗糙，动静环与密封腔的间隙太小，由于振摆引起碰撞从而引起振动。
有时由于密封端面耐腐蚀和耐温性能不良，或是冷却不足或端面在安装时夹有颗粒杂质，也会引起机械密封的振动和发热。
（二）机械密封介质泄漏的故障原因
1、静压试验时泄漏。
机械密封在安装时由于不细心，往往会使密封端面被碰伤、变形、损坏，清理不净、夹有颗粒状杂质，或是由于定位螺钉松动、压盖没有压紧，机器、设备精度不够，使密封面没有完全贴合，都会造成介质泄漏。
如果是轴套漏，则是轴套密封圈装配时未被压紧或压缩量不够或损坏。
2、周期性或阵发性泄漏。
机械密封的转子组件周期性振动、轴向窜动量太大，都会造成泄漏。
机械密封的密封面要有一定的比压，这样才能起到密封作用，这就要求机械密封的弹簧要有一定的压缩量，给密封端面一个推力，旋转起来使密封面产生密封所要求的比压。
为了保证这一个比压，机械密封要求泵轴不能有太大的窜量，一般要保证在0.25mm以内。
但在实际设计当中，由于设计的不合理，往往泵轴产生很大的窜量，对机械密封的使用是非常不利的。
3、机械密封的经常性泄漏。
机械密封经常性泄漏的原因有很多方面。
第一方面，由于密封端面缺陷引起的经常性泄漏。
第二方面，是辅助密封圈引起的经常性泄漏。
第三方面，是弹簧缺陷引起的泄漏。
其他方面，还包括转子振动引起的泄漏，传动、紧定和止推零件质量不好或松动引起泄漏，机械密封辅助机构引起的泄漏，由于介质的问题引起的经常性泄漏等。
4、机械密封振动偏大。
机械密封振动偏大，最终导致失去密封效果。
但机械密封振动偏大的原因往往不仅仅是机械密封本身的原因，泵的其它零部件也是产生振动的根源，如泵轴设计不合理、加工的原因、轴承精度不够、联轴器的平行度差、径向力大等原因。
四、处理故障采取的措施
如果机械密封的零件出现故障，就需要更换零件或是提高零件的机械加工精度，提高机械密封本身的加工精度和泵体其他部件的加工精度对机械密封的效果非常有利。
为了提高密封效果，对动静环的摩擦面的光洁度和不平度要求较高。
动静环的摩擦面的宽度不大，一般在2～7毫米之间。
（一）机械密封振动、发热的处理
如果是动静环与密封腔的间隙太小，就要增大密封腔内径或减小转动外径，至少保证0.75mm的间隙。
如果是摩擦副配对不当，就要更改动静环材料，使其耐温，耐腐蚀。
这样就会减少机械密封的振动和发热。
（二）机械密封泄漏的处理
机械密封的泄漏是由于多种原因引起，我们要具体问题具体处理。
为了最大限度的减少泄漏量，安装机械密封时一定要严格按照技术要求进行装配，同时还要注意以下事项。
1、装配要干净光洁。
机械密封的零部件、工器具、润滑油、揩拭材料要十分干净。
动静环的密封端面要用柔软的纱布揩拭。
2、修整倒角倒圆。
轴、密封端盖等倒角要修整光滑，轴和端盖的有关圆角要砂光擦亮。
3装配辅助密封圈时，橡胶辅助密封圈不能用汽油、煤油浸泡洗涤，以免胀大变形，过早老化。
动静环组装完后，用手按动补偿环，检查是否到位，是否灵活;弹性开口环是否定位可靠。
动环安装后，必须保证它在轴上轴向移动灵活。
（三）泵轴窜量大的处理
合理地设计轴向力的平衡装置，消除轴向窜量。
为了满足这一要求，对于多级离心泵，设计方案是:
平衡盘加轴向止推轴承，由平衡盘平衡轴向力，由轴向止推轴承对泵轴进行轴向限位。
（四）增加辅助冲洗系统
密封腔中密封介质含有颗粒、杂质，必须进行冲洗，否则会因结晶的析出，颗粒、杂质的沉积，使机械密封的弹簧失灵，如果颗粒进入摩擦副，会导致机械密封的迅速破坏。
因此机械密封的辅助冲洗系统是非常重要的，它可以有效地保护密封面，起到冷却、润滑、冲走杂物等作用。
（五）泵振动的处理措施
在泵产品的制造装配过程中，严格按标准和操作规程去执行，消除振动源。
泵、电机、底座、现场管路等辅助设备在现场安装时，要严格把关，消除振动源。
五、通用离心泵机械密封泄漏原因分析与处理
对一般通用离心泵机械密封的泄漏原因进行了分析,并对各种泄漏现象以及可能引起泄漏的部位进行了说明,同时,对一般通用离心泵机械密封在检修中可能出现的问题做了简要说明。
（一）结构原理简介
通用离心泵机械密封种类繁多,型号各异,但它们的泄漏点基本上都表现在6处:
1、动、静环端面处;
2、静环与静环盒的辅助密封处;
3、动环与轴套的辅助密封处;
4、静环盒与密封泵体之间的密封处;
5、轴套与泵轴之间的密封处;
6、动环镶嵌结构配合处。
其主要结构如图1所示。
图1 机械密封结构示意图
1、轴套 2、密封垫 3、弹簧座 4、弹簧 5、推环 6、动环O形环 7、挡环 8、动环 9、静环O形环 10、静环 11、密封填料 12、防转销 13、静环座 14、静环座密封垫 15、锁紧螺钉 16、泵轴
（二）机械密封的故障表现
1、密封端面的故障:
磨损、热裂、变形、破损（尤其是非金属密封端面）。
2、弹簧的故障:
松弛、断裂和腐蚀。
3、辅助密封圈的故障:
装配性的故障有掉块、裂口、碰伤、卷边和扭曲;非装配性的故障有变形、硬化、破裂和变质。
机械密封的故障在运行中集中表现为振动、发热、磨损,最终以介质向外泄漏的形式出现。
（三）机械密封泄漏的原因分析及处理
一般泵用机械密封在安装后都要经过静态和动态的试验,以确认机械密封安装正确,当发现有泄漏时,便于及时进行维修。
另外,在正常运转时也可能突然出现泄漏,此时可以根据情况进行综合分析,确认导致机械密封泄漏的真正原因,便于解决。
下面就静压试验时泄漏、周期性或阵发性泄漏和经常性泄漏3种情况分别进行说明。
1、静压试验时泄漏
（1）密封端面安装时碰伤、变形、损坏;
（2）密封端面间安装时夹入颗粒状杂质;
（3）密封端面由于定位螺钉松动或没有拧紧,压盖（静止型的静环组件为压板）没有压紧;
（4）机器设备精度不够,使密封端面没有贴合;
（5）动
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