淺談機(jī)械密封在水泵維修中的應(yīng)用

許巖松

摘 要：水泵是工業(yè)生產(chǎn)中常見(jiàn)的液體輸送和增壓設(shè)備。機(jī)械密封是水泵密封各類(lèi)方法中應(yīng)用最多的方法種類(lèi)，做好機(jī)械密封工作，對(duì)于提高水泵維修整體質(zhì)量水平有著至關(guān)重要的影響。文章首先介紹了機(jī)械密封在水泵生產(chǎn)制造和維修運(yùn)轉(zhuǎn)中的應(yīng)用情況，其次討論了水泵機(jī)械密封常見(jiàn)問(wèn)題和解決方案，最后對(duì)機(jī)械密封中的注意要點(diǎn)進(jìn)行了重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)。

關(guān)鍵詞：機(jī)械密封；水泵；應(yīng)用

引言

機(jī)械制造水平是衡量一個(gè)國(guó)家或地區(qū)工業(yè)發(fā)展水平和國(guó)家綜合實(shí)力的一個(gè)重要依據(jù)。建國(guó)以來(lái)，我國(guó)一直大力發(fā)展機(jī)械工業(yè)。時(shí)至今日已取得了舉世矚目的巨大成就。作為常見(jiàn)的液體輸送或液體增壓設(shè)備，水泵在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)過(guò)程中發(fā)揮了重要作用。水泵的生產(chǎn)和維修也是我國(guó)機(jī)械工業(yè)的重要組成部分。由于工作需要，水泵部分組件必須予以密封。水泵生產(chǎn)制造技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了多種密封方式。其中，機(jī)械密封是各種方法中最常見(jiàn)的一種。機(jī)械密封質(zhì)量的好壞，代表著國(guó)內(nèi)整個(gè)水泵行業(yè)的密封水平。

1 機(jī)械密封在水泵行業(yè)中的應(yīng)用簡(jiǎn)述

作為應(yīng)用范圍最廣的密封形式，機(jī)械密封的應(yīng)用比例在整個(gè)水泵行業(yè)中高達(dá)85%。與之對(duì)應(yīng)的是，水泵維修工作量中40%為機(jī)械密封維修。由此可以看出，機(jī)械密封質(zhì)量的高低，直接決定著水泵能否在使用期限內(nèi)正常穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。密封質(zhì)量越好，水泵的使用壽命越長(zhǎng)，對(duì)國(guó)家環(huán)境保護(hù)和資源高效利用事業(yè)的支持更為有力。在水泵的日常密封維修工作中，主要存在著兩個(gè)問(wèn)題：一是機(jī)械密封互換性差，工作中經(jīng)常找不到用來(lái)更換的機(jī)械密封，不得不連同軸承進(jìn)行整個(gè)密封環(huán)境的更換。二是單純依靠靜水試驗(yàn)無(wú)法完全保證密封效果。有時(shí)水泵機(jī)械密封安裝正常，靜水試驗(yàn)也通過(guò)了，但當(dāng)設(shè)備投入使用后，突然發(fā)生大規(guī)模泄漏，且很難找到泄漏點(diǎn)，而且該現(xiàn)象經(jīng)常反復(fù)發(fā)作，迫使水泵多次重復(fù)維修，極大的降低了水泵工作效率，提高了維修成本。

2 機(jī)械密封維修常見(jiàn)措施及原因分析

2.1 更換軸套

在水泵機(jī)械密封維修工作中，主要有兩種情況需要進(jìn)行更換軸套。一是故障的機(jī)械密封和備用的機(jī)械密封安裝長(zhǎng)度相同，但內(nèi)徑不一致。對(duì)于這種情況，可以用安裝長(zhǎng)度相同，內(nèi)徑比安裝內(nèi)徑稍大的備用機(jī)械密封替換，然后再依據(jù)替換上的機(jī)械密封加工新的配套軸套。在對(duì)配套軸套進(jìn)行加工時(shí)，應(yīng)注意只有軸套直徑大小要依照安裝內(nèi)徑進(jìn)行修改，軸套的其它方面，比如軸套的加工材質(zhì)、形狀、長(zhǎng)度、尺寸公差、粗糙度和形位公差等必須要和更換前的軸套保持一致，任何一個(gè)不應(yīng)有的變動(dòng)都有可能導(dǎo)致密封質(zhì)量下降，甚至形成泄露點(diǎn)。另外一種情況是用來(lái)代替的密封件長(zhǎng)度和內(nèi)徑都和需要替換的密封件不符。對(duì)于這種情況，可以選擇內(nèi)徑和安裝長(zhǎng)度與原本的密封件最接近的機(jī)械密封件，再通過(guò)T形套加以轉(zhuǎn)換，使其符合使用要求，達(dá)到密封效果。舉個(gè)例子，一個(gè)水泵需要安裝一個(gè)新的機(jī)械密封件，但備用的機(jī)械密封件內(nèi)徑只有85毫米，與需要的內(nèi)徑尺寸不符。在沒(méi)有更合適的密封件的情況下，可以使用內(nèi)徑85毫米的機(jī)械密封件與T形套配套使用進(jìn)行密封作業(yè)。T形套的基本作用就是用來(lái)填補(bǔ)內(nèi)徑過(guò)大的密封件與水泵軸之間的間隙以及譚航和軸肩間的空隙。這樣一來(lái)，在原有的密封點(diǎn)之外，T形套和軸肩連接處又多出一個(gè)密封點(diǎn)需要處理。經(jīng)過(guò)反復(fù)的打壓處理后，機(jī)械密封在水泵靜止?fàn)顟B(tài)和工作狀態(tài)兩種環(huán)境下都能夠保持良好的密封效果。

2.2 排除密封泄露點(diǎn)

泄露點(diǎn)排查及消除是水泵機(jī)械密封維修工作中的主要任務(wù)。很多時(shí)候，機(jī)械密封在水泵靜止?fàn)顟B(tài)下可以達(dá)到密封效果，一旦水泵進(jìn)入工作狀態(tài)，就會(huì)出現(xiàn)超出允許程度的泄露，情況嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?dǎo)致水泵無(wú)法正常工作。這種情況下往往很難準(zhǔn)確找到密封泄露點(diǎn)。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期摸索，技術(shù)人員總結(jié)出如下排查方向，能夠幫助維修人員較快的確定出泄露點(diǎn)的位置。一是機(jī)械密封的彈簧壓縮量。彈簧是機(jī)械密封的重要部件。正常情況下，組成機(jī)械密封的的靜環(huán)和動(dòng)環(huán)通過(guò)彈簧彈力保持充分完整貼合，從而達(dá)到規(guī)定的密封效果。隨著水泵使用時(shí)間的延長(zhǎng)以及在一些其他的影響因素作用下，彈簧彈性逐漸下降，提供的彈力隨之不足，在靜止?fàn)顟B(tài)下還能滿足密封要求，一旦水泵運(yùn)轉(zhuǎn)工作，密封件承受的壓力急劇上升，超過(guò)了彈簧承受極限，就會(huì)形成泄露。新的彈簧更換上后，可以提供很強(qiáng)的彈力，但如果提供的彈力過(guò)大，時(shí)間一長(zhǎng)就會(huì)造成零部件過(guò)度疲勞，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致零部件損壞。所以彈簧的彈力必須加以嚴(yán)格控制，過(guò)大或過(guò)小的彈力都無(wú)法滿足機(jī)械密封的長(zhǎng)期需要。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的實(shí)踐總結(jié)，技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)，當(dāng)彈簧壓縮量維持在1/2-2/3時(shí)，提供給機(jī)械密封的彈力是最為適合的。這一點(diǎn)，在進(jìn)行水泵機(jī)械密封維修時(shí)一定要加以注意。二是機(jī)械密封軸套。軸套是機(jī)械密封幾大部件，動(dòng)環(huán)、傳動(dòng)環(huán)和緊固件的重要載體，在進(jìn)行機(jī)械密封安裝時(shí)，這些部件都以緊釘螺釘牢牢固定在軸套上，以免發(fā)生位移。但隨著水泵工作時(shí)間的延長(zhǎng)，各部件間還是會(huì)形成程度相對(duì)微小的位移，發(fā)生位移的部件彼此間會(huì)產(chǎn)生摩擦損傷。具體來(lái)說(shuō)，互相碰觸的部件在表面發(fā)生接觸的位置產(chǎn)生的應(yīng)力較為集中，如果接觸點(diǎn)附近強(qiáng)度不足，就會(huì)形成剪斷變形或脫落，并且這種破損會(huì)逐漸增長(zhǎng)。如果機(jī)械密封的動(dòng)環(huán)和軸套間發(fā)生相對(duì)位移并產(chǎn)生碰觸摩擦，時(shí)間一長(zhǎng)二者間就會(huì)形成磨損，動(dòng)環(huán)靠近軸套的部分因磨損變平，同時(shí)在二者表面接觸的位置形成0.5mm到0.7mm的劃痕，由于過(guò)于微小，所以這些破損的痕跡很難在檢修過(guò)程中被發(fā)現(xiàn)，也就難以進(jìn)行針對(duì)性處理。單純依靠更換動(dòng)環(huán)無(wú)法從根本解決泄露問(wèn)題。要徹底解決這個(gè)問(wèn)題，就要按如下方法進(jìn)行：首先要確保軸套質(zhì)量符合使用要求，軸套表面光滑程度和加工材質(zhì)性能都是直接影響安裝質(zhì)量的重要因素。如果軸套表面過(guò)于粗糙，就會(huì)加快動(dòng)環(huán)磨損速度，而如果軸套加工材料強(qiáng)度不足，則會(huì)提高軸套磨損速度。因此，在選擇軸套加工材質(zhì)時(shí)，要選擇加工后軸套表面粗糙度大于等于Ra3.2的1Cr13或者2Cr13等同時(shí)具備高耐磨性和塑性的材料，最好可以選擇1Cr18Ni9

Ti材料，該材料的耐磨度和塑性都極佳。在此基礎(chǔ)上，必須嚴(yán)格控制軸套的形位公差和尺寸公差，以保障機(jī)械密封的安裝質(zhì)量。

3 機(jī)械密封作業(yè)過(guò)程中需要注意的問(wèn)題

（1）科學(xué)控制機(jī)械密封壓緊程度，嚴(yán)格按照機(jī)械密封使用說(shuō)明書(shū)進(jìn)行安裝調(diào)試。（2）機(jī)械密封零部件精密度很高，進(jìn)行安裝作業(yè)時(shí)必確保動(dòng)作輕柔，防止動(dòng)作劇烈或不當(dāng)造成零部件摩擦面發(fā)生損壞。（3）保證零件摩擦面清潔，安裝時(shí)應(yīng)使用潤(rùn)滑劑降低摩擦面的作用力。（4）確保彈簧安裝旋轉(zhuǎn)順序正確。（5）啟動(dòng)水泵時(shí)應(yīng)先給冷卻水再開(kāi)機(jī)，關(guān)閉時(shí)應(yīng)先關(guān)機(jī)再停冷卻水。

4 結(jié)束語(yǔ)

水泵的密封效果直接關(guān)系到水泵的工作質(zhì)量和使用壽命。在進(jìn)行水泵密封維修時(shí)，必須認(rèn)真細(xì)致的做好故障分析排查工作，根據(jù)分析的結(jié)果進(jìn)行針對(duì)性的維修，確保水泵工作狀態(tài)下的密封效果。

參考文獻(xiàn)

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