机械设备泄漏原因及机械密封的基本概念详解

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    泄漏是机械设备常见的故障之一。泄漏的原因主要有两个：一是机械加工造成的。机械产品表面必然存在缺陷或形状、尺寸偏差，机械零件的连接处不可避免地会出现间隙；其次，密封两侧都有压力。如果较差，工作介质就会从间隙泄漏。

    减少或消除间隙是阻止泄漏的主要方法。密封件的作用是密封结合面之间的间隙，隔离或切断泄漏通道，增加泄漏通道内的阻力，或在通道内加装小功率元件，对泄漏处造成压力，部分抵消压力差导致泄漏或完全平衡以阻止泄漏。

    1、机械密封的基本概念

    机械密封是指由至少一对垂直于旋转轴线的端面组成，在流体压力和补偿机构的弹力（或磁力）作用下保持配合并相对滑动的装置。辅助密封件的配合可防止流体泄漏。如果补偿环的辅助密封是金属波纹管，则称为波纹管机械密封。

    2、机械密封的组成机械密封主要由以下四类元件组成。 1、主要密封件：动环、静环。 2、辅助密封：密封圈。 3、压紧部件：弹簧、推环。 4、传动部件：弹簧盘座及键或固定螺钉。三、机械密封工作时应注意的问题 1、安装时的注意事项安装时要注意避免造成安装偏差 (1) 压盖的拧紧应在联轴器对正后进行，螺栓应均匀拧紧。为防止压盖端面偏斜，用塞尺检查各点，误差不得大于0.05毫米。 (2)检查压盖与轴或轴套外径的配合间隙(即同心度)。四周应该是均匀的。用塞尺检查各点误差不大于0.01毫米。 b.弹簧压缩量必须按规定进行。不允许太大或太小。要求的误差为2.00毫米。压力过大会增加端面比压，加速端面磨损。如果太小，比压不足，达不到密封效果。 c.动环安装后，应保证其能在轴上灵活移动。将动环压向弹簧后应能自动弹回。

   

    2、拆卸时的注意事项：拆卸机械密封时要小心。严禁使用手锤或平铲，以免损坏密封部件。可制作一对钢丝钩，沿自负盈亏方向伸入传动座间隙内，将密封装置拉出。若因结垢而无法拆卸时，应在拆卸前进行清洗。 b.如果泵的两端均使用机械密封，则在组装和拆卸过程中要互相照顾，避免只关注其中一端而忽视另一端。 c.对于已经运行过的机械密封，如果压盖松动，密封件发生移动，必须更换动、静环部件，不得重新拧紧继续使用。

    四、机械密封正常运行和维护中出现的问题 1、开车前的准备工作和注意事项 (1)全面检查机械密封、附属装置及管道是否安装完整，符合技术要求。 (2)机械密封启动前进行静压试验，检查机械密封是否有泄漏。若泄漏量较大，应查明原因并排除。若仍不行，应拆开检查，重新安装。一般静压试验压力为2~3kg/cm2。 (3)按旋转方向转动泵，检查是否轻便、均匀。若转动困难或不动，应检查装配尺寸是否错误，安装是否合理。

    2、安装与停机 (1)开机前密封室应充满液体。输送凝固介质时，应采用蒸汽加热密封腔体，使介质熔化。汽车启动前必须摇动，防止突然启动导致软环断裂。 (2)对于采用泵外油封系统的机械密封，应先启动油封系统。停车后，最后停止油封系统。 (3)热油泵停止后，不能立即停止油封室和端面密封内的冷却水。当端面密封处油温降至80度以下时才能停止冷却水，以免损坏密封件。 3、运行（1）泵启动后若有轻微泄漏，应观察一段时间。若连续运转4小时后泄漏仍不减少，应停泵检查。 (2)泵的工作压力应稳定，压力波动不大于1kg/cm2。 (3)泵运行时应避免抽空，以免密封面发生干摩擦而损坏密封。 (4)应经常检查密封情况。运行时，泄漏超标时，重油不应超过5滴/分钟，轻油不应超过10滴/分钟。若2～3天内仍无改善，应停泵并检查密封装置。

    五、机械密封结构及维护 1、结构 典型结构一般由动环、静环、动环密封圈、静环密封圈、弹簧、弹簧座、紧定螺钉、止动螺钉、 2、原理 机械密封工作时，密封液的压力和弹性元件的弹力产生的轴向力使动环和静环相互配合并相对运动。由于两个密封端面之间紧密配合，密封端面结合处（密封界面）形成微小间隙。当加压介质通过该间隙时，会形成极薄的液膜，产生阻力，防止介质泄漏。同时液膜润滑端面，获得长期密封效果。 3、分类（1）按主要密封：泵用机械密封、釜用机械密封、压缩机用机械密封等； (2)根据工作参数不同，分为高温、中温、低温、高压、中压、低压。 、高速、重载等； (3)按结构形式分为：平衡型和不平衡型、单端面和双端面机械密封等。 4、安装 (1)准备工作 ①检查径向跳动、表面粗糙度、外径是否良好。轴、套的直径公差、轴窜动等满足精度要求； ②检查机械密封的型号、规格是否符合要求。检查各部件是否完好，密封圈尺寸是否合适，动、静环表面是否光滑平整。如果有缺陷，则必须更换或修理。 ③用清洁汽油清洗机械密封各部位，然后擦干，注意保护密封面； ④安装机械密封时，首先从使用说明书中查出弹簧的工作长度，然后用卡尺测量弹簧的自由长度。求出弹簧的压缩量。安装时应保证弹簧压缩量偏差不大于1mm。 （2）检查测量 ①动环的浮动性质，要求动环与轴之间有一定的间隙，保证间隙为0.3~0.7mm。 ②固定环是否偏心。偏心泵用机械密封中，固定环（弹簧座）与轴采用滑动配合，间隙很小。如果间隙较大，固定环就会偏心，当作用在密封面上的弹簧力不均匀时，密封件就会泄漏和密封。 ③动环与静环配合面的检查：检查时可用90°角尺测量配合面与轴线中心线的偏差。 (3)安装：首先将各件转动组件和各件静环组件分别组装，并对弹簧做初步预紧；然后完成动环组件在轴上和静环组件在压盖上的安装。安装、初步测量动环密封端面至密封腔端面的距离与静环密封面至端盖端面的距离之差，即为机械密封的弹簧预压缩量。轴承装配后，将工艺要求的压缩量与实际测量的压缩量进行比较。适当调整压缩量并拧紧压盖。安装过程中，密封件应保持清洁、完好。不允许使用工具敲击密封元件，以免损坏密封件。机械密封安装在轴上后，用手推动传动环应有弹性、光滑的感觉。然后在密封面上加点机油，均匀压紧端盖，不得有偏差。

   

    (4)检查、试压完毕后，用手转动小车，保证转动灵活，并有一定的浮动。重要设备的机械密封必须经过静压试验和动压试验。只有通过测试后才能投入正式使用。 5、操作（1）启动前注意事项：辅助装置及冷却系统是否安装正确；应清理管道，防止铁锈和杂质进入密封腔；用手转动联轴器，检查轴是否运转灵活。若转动较重，应检查相关配合尺寸是否正确，尽力查找原因，排除故障。 (2)试运行和正常运行：首先启动液封系统和冷却水系统，使密封腔充满介质，然后启动主密封进行试运行。如果一开始有轻微渗漏，但1～3小时后逐渐减少，则属正常磨合过程。若泄漏量仍不减少，则停机检查；如果机械密封发热、冒烟，一般是因为弹簧比压太高，可适当减小弹簧压力。试运行合格后，在运行条件下即可转入正常运行。升温、升压过程应缓慢，并密切注意是否有异常情况发生。 6、停车时，应先停止主机，然后停止辅助系统和冷却水系统。机器长时间停放时，应排空主机内的介质。 7、维护（1）注意机械密封零件本身是否松动、泄漏，或杂质是否进入端面引起发热和一些异常声音；防止干摩擦；对于间歇运行的机器，停机后应注意介质干燥形成结晶或温度。为减少沉淀和结晶，启动时应采取加热或冲洗措施，防止端面划伤。 (2)观察冲洗、冷却等辅助装置、仪表是否工作正常； (3)注意机器运转过程中是否有异常现象，如振动或轴承损坏等，影响机械密封的使用。

    8、维护保养 （1）拆装工作要求： ①拆装前熟悉机械密封的有关资料、图纸及型式结构； ②做好准备工作，准备必要的设施和工具，做好安全防护工作； ③有序拆卸，并做好标记，方便重新组装；边拆边观察，分析查找泄漏原因； ④ 拆卸下来的旧件应保存一段时间后再进行处理。当没有信息或信息不完整时，可以根据旧零件的材质和规格收集新零件。 （2）维修方法①当动、静环表面磨损严重或裂纹时，应更换新件；浅的划痕可以打磨；检查动、静环端面与轴中心线的垂直偏差。若超过0.05mm，应调整或修​​复； ②辅助密封圈、弹簧损坏时应更换新件；选用弹簧时，端面应平行和垂直于中心线，自由高度尽可能一致，变形量尽可能相等； ③调整轴向窜动至规定范围； ④检查轴或轴套是否磨损，如有，应及时补焊、热处理和机械加工。