机械密封折装实验指导书microsoftword文档.doc

机械密封拆装与检修实验指导书一、实验目的1、了解机械密封的结构，熟悉各零件的名称、形状、用途及各零件之间的装配关系2、通过对机械密封总体结构的认识，掌握机械密封的工作原理3、掌握机械密封的拆装顺序以及在拆装过程中的注意事项和要求4、培养对机械密封主要零件尺寸及外观质量的检查和测量能力二、实验设备和工具1、实验设备：机械密封5套2、实验工具：游标卡尺、外径千分尺、钢板尺、水平仪、活动搬手、呆搬子、铜锤、螺丝刀、专用扳手、拉力器、平板、V型铁、千分表及磁力表座等三、实验原理（一）基本概念 1、定义：机械密封是一种用来解决旋转轴与机体之间密封的装置机械密封是由至少一对垂直于旋转轴钱的端面在流体压力和补偿机构弹力(或磁力)的作用及辅助密封的配合下保持贴合，并相对滑动而构成防止流体泄漏的装置，常用于泵、压缩机、反应搅拌釜等旋转式流体机械，也用于齿轮箱、船舶尾轴等密封因此，机械密封是一种通用的轴封装置机械密封结构多种多样，最常用的机械密封结构是端面密封见图1-1 2、结构组成：构成机械密封的基本元件有; 1静环、2动环、3压盖、4推环、5弹簧、6定位环、7轴套、8动环密封圈、9静环密封圈等组成。

端面密封的静环、动环组成一对摩擦副，摩擦副的作用是防止介质泄漏它要求静环、动环具有良好的耐磨性，动环可以在轴向灵活地移动，自动补偿密封面磨损，使之与静环良好地贴合；静环具有浮动性，起缓冲作用为此，密封面要求有良好的加工质量，保证密封副有良好的贴合性能 3、弹性元件（弹簧、波纹管）：它主要起预紧、补偿和缓冲的作用，要求始终保持足够的弹性来克服辅助密封和传动件的摩擦和动环等的惯性，保证端面密封副良好的贴合和动环的追随性，材料要求耐腐蚀、耐疲劳4、辅助密封（0 形圈、V形圈、U 形圈、楔形圈和异形圈等）：它主要起静环和动环的密封作用，同时也起到浮动和缓冲作用要求静环的密封元件能保证静环与压盖之间的密封性，静环有一定的浮动性，动环的密封元件能保证动环与轴或轴套之间的密封性和动环的浮动性材料要求耐热等二）机械密封的典型结构形式1、内装内流静止型机械密封；2、内装内流旋转型机械密封；3、内装单端面单弹簧平衡型密封；4、双端面多弹簧机械密封；5、弹簧盒上加工方形曹； 6、内装双端面波纹管密封； 7、内装式静止式波纹管机械密封；8、内装旋转式波纹管密封； 9、高压高速密封；10、集成式集装机械密封； 11、磁力机械密封； 12、外装式机械密封； （三）机械密封的常用材料 A、摩擦副组对材料 1、制造摩擦副的常用材料为硬质合金 （1）钨钴合金 钨鈷合金是已碳化钨为主体，用粉末冶金方法压制烧结而成。

其耐磨性能比较好，是机械密封不可缺少的材料 优点：较坚硬，耐化学腐蚀性好工作范围宽即使在升温时也能保持硬度 缺点：导热性能差，在干运转条件下性能很差易产生龟裂现象等钴基硬质合金不耐盐酸、硝酸、磷酸、稀硫酸（100℃）腐蚀 （2）镍铬基硬质合金 （3）堆焊硬质合 钴基堆焊硬质合金是钴、铬，钨和碳为主的铸造合金，在20世纪60年代，多用以作机械密封环的耐磨层面由于它的硬度不高且不均匀，所以耐磨性较差，因而泵用机械密封已很少采用，但在PV值不高的釜用机械密封中，仍然占有重要地位特别适用于大轴径，品种多，数量少的密封件 2、合金钢、高硅铁 （1）合金钢：经过热处理后，硬度和耐磨性大大增高，加工制造比较容易，成本比较低，常用的材料有3Gr13、4Gr13、9Gr18用W18G4v制造动环，经过热处理后在常底泵上连续运转两年，效果很好 （2）高硅铁是含碳10％～17％的硅铁合金，它是一种优良的耐酸材料，对硫酸、硝酸、有机酸等介质有良好的耐腐蚀性旦不耐强碱、盐酸，硬度HRC45～50 3、碳化硅材料 碳化硅（SiC）是国际上20世纪80年代比较最先进的材料，泵的机械密封摩擦副大部分采用此材料，一些干气密封也采用碳化硅（SiC）材料做摩擦副。

它的减磨性能特别好，磨檫系数小，硬度高，一般与硬质合金组对密封动静环的加工表面平面度在0.0009mm，表面粗糙度在0.05um，要求精度非常高它不能用于重载，具有一定的自润滑性，组对性好，化学稳定性、耐热性、热传导性都很优异在500℃以下，几乎耐所有的酸和碱腐蚀，除振动冲击大或有颗粒介质场合外，几乎所有的硬质合金都可用它取代，价格略比WC便宜 优点：导热性高，化学稳定性好，原料充足 缺点：脆性材料，抗机械冲击性稍差 4、石墨材料 （1）耐腐蚀性能良好 （2）具有良好的耐温性能 （3）导热性好且具有低的线胀系数 （4）组对性能好 （5）易于加工 碳石墨代号有：①碳石墨，代号M121、耐温350℃ ②浸环氧树脂，代号有：M106H、M120N、M220N，使用温度200℃ ③浸呋喃树脂，代号有M106K M120K，使用温度200℃，它是石油化工离心泵常用的材料，应用范围广 ④碳石墨浸铝，代号有M232L，使用温度400℃，还有浸锑、浸银、浸铜等 ⑤浸酚醛树，浸酚醛树脂，不耐碱，使用温度170℃ ⑥浸玻璃，代号有M120、M162。

⑦浸锑材料，它用于高温泵，使用温度在300左右℃，但是价格比较贵 5、其他材料 青铜材料多用于密封环，其中有ZQSn6－6－3 和ZQSn10－1它具有良好的导热性、耐磨性，耐腐蚀性较差，适用海水、油等介质 常用的弹簧材料有磷青铜、铍铜、65Mn、60Si2M、50CrV、3Cr13、4Cr13、1Cr18N9Ti等，磷青铜和铍铜的弹簧用在油类和海水中；碳素钢弹簧则宜用于常温无腐蚀介质中；铬钢用于弱腐蚀性介质中 B、辅助密封圈材料 辅助密封圈要求具备一下性能： (1)良好的弹性、硬度，适合压缩，永久变形小； (2)耐高、低温的老化性能好； (3)与介质相容，不易产生溶涨、分解、硬化； (4)较小的摩擦系数，耐磨强度高 1、通用合成橡胶 （1）丁腈橡胶丁腈橡胶是由丁二烯与丙烯腈在悬浮液中聚合所得的共聚物耐石油基油、耐碳氢化合物及耐水性随丙烯腈的含量增加而提高，但低温性能要在真空情况下对于要求耐油性好的场合，以采用高丙烯腈含量丁腈一40为宜；低温工况应使用中丙烯腈含量的 （2）丁腈一26丁腈橡胶是不饱合极性橡胶，故不溶于非极性的矿物油或动植物油中；但耐光性差，易受臭氧的侵害。

新型丁晴橡胶使用温度为-40℃～+150℃，老型号丁晴橡胶为-20℃～+100℃，耐油性好，耐寒性差不耐硝酸、芳烃、酮、酯和氯化氢等介质 2、聚四氟乙烯材料 聚四氟乙烯材料：聚四氟乙烯材料自润滑性能好、化学稳定性好，是理想的密封材料，它耐油和耐腐蚀比一般橡胶都好，在机械密封中常用它做V型圈和楔型圈但它的强度低，膨胀系数大它的膨胀系数是钢的20倍，聚四氟乙烯的使用范围在-150℃～＋250℃，超过343 ℃时会升华产生毒烟 优点：良好的润滑性能，良好的化学惰性 缺点：强度抵，受载荷容易破坏限制在有磨粒情况下使用，导热性抵，膨胀系数大 常用辅助密封圈形状 常用的辅助密封圈端面形状有：0形密封圈、V型圈、矩型圈、楔型圈、X形圈、L形圈、U形圈、开沟的O形圈等在机械密封上通常使用是0形圈 常用橡胶0型圈的规格及作用：常用橡胶圈的规格有: ￠1.0，￠ 2.65，￠3.55，￠4，￠5.30，￠6.4例：0型圈的规格Ø3.55是断面的直径 （四）安装技术要求及使用 据国内某炼油厂的一份密封失效统计数据表明： 密封本身问题（镶环不佳、动环硬度不够、K太大、材质不对、静环垫太紧、密封面不平、密封面太窄、设计问题等）占34.5%。

辅助设施问题（没有冲洗、冲洗管堵塞、冷却水结垢）占23.9% 介质及工作条件不好(腐蚀加磨损、有固体颗粒、抽空、密封面结冰、密封面结晶、粘度太大)占25.7% 泵的问题(串轴、振动大、压盖垫坏、密封箱面不平)占8.8% 安装问题(轴套垫漏、压缩量小等)占7.1% 以上密封问题看出必须重视安装和使用的问题 四、机械密封的拆卸与检验（1）在拆卸机械密封的过程中应仔细，严禁动用手锤和扁铲，以免破坏密封零件和泵件，如果在泵两端都有机械密封时，在装配和拆卸过程中要互相照顾2）拆卸时首先要注意文明检修，在拆卸密封轴套时如果拆卸困难，必须采用专用工具拆卸密封，避免密封的损坏，保证密封的完整，为密封的故障分析做出正确判断提供有效的依据3）拆卸后，检查密封端面变形和磨损情况，采用光学平晶检测密封摩擦副表面变形情况，检查石墨环的磨损量，用放大镜检查有无裂纹，检查密封的弹簧是否损坏，检查密封弹簧的自由高度是否正常，密封弹簧有无失弹现象，检查弹簧盒内是否有沉积物堵塞，检查弹簧有无断裂和腐蚀变形等4）检查密封的橡胶0形圈、V形圈和U形圈及各种几何形状的密封圈是否有变形、老化、硬化、碳化、断裂、溶胀等损坏现象，轴套是否有腐蚀现象等。

5）检查密封的承磨台是否磨损，测量密封摩擦副的磨损量6）波纹管密封的检查，检查波纹管是否损坏，静压检验波纹管的泄漏情况，用打压设备检查波纹管泄漏情况，检查波纹管的波峰和波谷是否存在结垢堵塞现象，检查波纹管的自由高度是否有失弹现象，检查波纹管的有无腐蚀现象7）检查密封各部分垫片的损坏情况，轴套垫、压盖垫等8）对于工作在有毒有害和强酸强碱介质的机械密封，应主意清洗密封后再拆卸同时带好防护用具，做好安全工作五、机械密封安装使用的一般原则 （1）弄清设备的情况要了解设备转轴的转速、轴径、设备制造精度及密封腔尺寸，设备本身的使用寿命以及设备在生产工艺中的地位等，要做全面均衡的考虑 （2）估算介质压力泵的密封腔压力一般不是泵的出口压力，而是低于泵的出口压力，一般为出入口总和的1/3～1/5对于多级泵而言，泵的入口侧密封腔的压力就是入口压力，出口侧密封腔的压力取决于出口侧平衡盘和平衡鼓的间隙，间隙大压力大，以此类推 （3）弄清密封介质情况要了解密封介质的状态，是气态还是液态，介质是否含颗粒及颗粒状况；了解介质的性质、温度，以便合理选型及采取必要的冷却、冲洗、润滑措施 （4）当输送介质温度偏高、过低或含有杂质颗粒、易燃、易爆、有毒时，应采取相应的阻封、冲洗、冷却、过滤等措施。

六、安装的技术要求1、转子部分（1）叶轮应找静平衡，在3000r/min工作的叶轮不平衡量应符合规定2）属于下列情况之一者还需检查转子的动平衡：单级泵的叶轮直径超过300mm；两级泵的叶轮直径超过250mm；对于弹性柱销式及其他用铸铁制造的联轴器，当直径超过φ125mm而总长度超过300mm时也需进行动平衡校验.2、压盖配合精度（1）密封压盖固定在泵壳上，当泵的转速≤1800r/min时，后压盖相对轴线的垂直度偏差不能超过0.08mm，最大不能超过0.10mm泵的转速＞1800r/min时其偏差不能超过0.04mm，最大不能超过0.06mm如果达不到要求，密封腔要进行加工2）压盖支口与密封腔内壁直径间隙配合一般为不低于H7/g6的要求。