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泵軸的軸向竄量大對機械密封有哪些影響

點擊次數:209 發布時間:2022-09-29
  機械密封是靠一對相對運動的環的端面A相互貼合形成的微小軸向間隙起密封作用,這種裝置稱為機械密封。
  機械密封通常由動環、靜環、壓緊元件和密封元件組成。其中動環和靜環的端面組成一對摩擦副,動環靠密封室中液體的壓力使其端面壓緊在靜環端面上,并在兩環端面上產生適當的比壓和保持一層極薄的液體膜而達到密封的目的。壓緊元件產生壓力,可使泵在不運轉狀態下,也保持端面貼合,保證密封介質不外漏,并防止雜質進入密封端面。密封元件起密封動環與軸的間隙B、靜環與壓蓋的間隙C的作用,同時對泵的振動、沖擊起緩沖作用。機械密封在實際運行中不是一個孤立的部件,它是與泵的其它零部件一起組合起來運行的,同時通過其基本原理可以看出,機械密封的正常運行是有條件的,例如:泵軸的竄量不能太大,否則摩擦副端面不能形成正常要求的比壓;機械密封處的泵軸不能有太大的撓度,否則端面比壓會不均勻等等。只有滿足類似這樣的外部條件,再加上良好的機械密封自身性能,才能達到理想的密封效果。
  機械密封的密封面要有一定的比壓,這樣才能起到密封作用,這就要求機械密封的彈簧要有一定的壓縮量,給密封端面一個推力,旋轉起來使密封面產生密封所要求的比壓。為了保證這一個比壓,機械密封要求泵軸不能有太大的竄量,一般要保證在0.5mm以內。但在實際設計當中,由于設計的不合理,往往泵軸產生很大的竄量,對機械密封的使用是非常不利的。這種現象往往出現在多級離心泵中,尤其是在泵啟動過程中,竄量比較大。
  為平衡盤方法平衡軸向力的工作原理。平衡盤工作時自動改變平衡盤與平衡環之間的軸向間隙b,從而改變平衡盤前后兩側的壓差,產生一個與軸向力方向相反的作用力來平衡軸向力。由于轉子竄動的慣性作用和瞬態泵工況的波動,運轉的轉子不會靜止在某一軸向平衡位置。平衡盤始終處在左右竄動的狀態。平衡盤在正常工作中的軸向竄量只有0105~011mm,滿足機械密封的允許軸向竄量015mm的要求,但平衡盤在泵啟動、停機、工況劇變時的軸向竄量可能大大超過機械密封允許的軸向竄量。
  泵經過長時間運行后,平衡盤與平衡環摩擦磨損,間隙b隨著增大,機械密封軸向竄量不斷增加。由于軸向力的作用,吸入側的密封面的壓緊力增加,密封面磨損加劇,直至密封面損壞,失去密封作用。吐出側的機械密封,隨著平衡盤的磨損,轉子部件的軸向竄量大于密封要求的軸向竄量,密封面的壓緊力減小,達不到密封要求,最終使泵兩側的機械密封全部失去密封作用。
合理地設計軸向力的平衡裝置,消除軸向竄量。為了滿足這一要求,對于多級離心泵,比較理想的設計方案有兩個:一個是平衡盤加軸向止推軸承,由平衡盤平衡軸向力,由軸向止推軸承對泵軸進行軸向限位; 另一個是平衡鼓加軸向止推軸承,由平衡鼓平衡掉大部分軸向力,剩余的軸向力由止推軸承承擔,同時軸向止推軸承對泵軸進行軸向限位。第二種方案的關鍵是合理地設計平衡鼓,使之能夠真正平衡掉大部分軸向力。對于其它單級泵、中開泵等產品,在設計時采取一些措施保證泵軸的竄量在機械密封所要求的范圍之內。
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