时间：2023-09-15 17:32:33
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇机械密封的工作原理，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
引言
主要针对早期成立的火力发电厂或与流体类有关的工厂、泵站等设备设施，各类水泵、油泵、酸碱泵等泵类的密封升级改造。
1 盘根密封的工作原理和机械密封的工作原理
1.1 盘根密封的工作原理
盘根密封原理主要在于轴承效应和迷宫效应。盘根的轴承效应是指在盘根填料和轴之间，会因为张力的作用形成一层液膜，使盘根填料和轴形成类似于滑动轴承的关系，这样盘根填料和轴就不会因为过度摩擦而出现磨损。盘根的迷宫效应则是指轴的表面平整程度无法达到围观水平，盘根和轴只能部分贴合而做不到完全贴合，在盘根和轴之间永远存在着极为微小的间隙，这些间隙就形成了迷宫带，介质在其中被多次节流，而达到密封的作用。
1.2 机械密封的工作原理
机械密封是靠一对或数对垂直于轴做相对滑动的端面在流体压力和补偿机构的弹力或磁力作用下，保持贴合并配以辅助密封（O型密封圈），达到阻漏的轴封装置。是依靠弹性元件对动、静环端面密封副的预紧和介质压力与弹性元件压力的压紧而达到密封的轴向端面密封装置。其中动环和静环的端面组成一对摩擦副，动环靠密封室中液体的压力和弹性元件的推力使其压紧在静环的端面上，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作用，机械密封又称为端面密封。
2 机械密封的优缺点
2.1 机械密封的优点
（1）密封效果好，可达到无泄漏；（2）使用寿命长；（3）减少泵轴的磨损；（4）适用范围广可在目前常用的介质、温度、压力、转速不同轴颈下使用；（5）节电效果明显。
2.2 机械密封的缺点
（1）结构复杂零件多；（2）对轴向和径向跳动要求高，增加了泵的加工成本；（3）损坏后维修不便；（4）选型要求高须根据介质的物理和化学性质，工艺参数及安装密封的空间来选择合适的结构形式密封。
3 实际改造成型范例
牡丹江北方水泥有限公司发电车间，是成立于2000年的水泥厂自备电站，拥有装机容量12MW汽轮发电机组的火力发电厂。配备一台45吨循环流化床中温中压锅炉，和一台20吨的中温中压余热锅炉。2010年实施了纯低温余热改造，废掉两台中温中压锅炉，新建四台纯低温余热锅炉，通过改造将12MW中压汽轮发电机组，改造为9MW低温低压发电机组。实现了从燃煤电厂到纯余热电厂的转型。为了降低改造成本，留用了很多原有设备，尤其水泵类设备90%仍然采用原设备。
在新增的水泵中全部采用了机械密封，与原有水泵的盘根密封形成了鲜明的对比：（1）机械密封与盘根密封在密封性能上，机械密封要比盘根密封漏泄量小的多，仅为盘根密封漏泄量的1%。（2）使用寿命长，两年以内无需更换，以往盘根密封每60天左右就要进行一次更换。（3）消耗功率较少同比盘根密封省电5%以上。（4）减少了轴或轴承的磨损。
通过摸索对比先后将车间的两台循环水泵、两台射水泵、凝结水泵共6台泵进行了进行密封改造。改造后均收到了良好的效果。
3.1 循环水泵（20HBA）在未改为机械密封前，每年至少要更换4次油盘根，每次更换量在1公斤左右，市场价格30元.，由于盘根磨损所致3年左右需更换一根水泵轴及配套轴瓦，费用在7000元左右，不计人工费用每台水泵每年消耗在2500元左右。而改为机械密封后费用方面每台泵的机械密封价格在600元左右，至少一个大修期在3年以上，由于摩擦阻力的降低使电耗每小时下降8度，全年节电在58000度，降低成本3万元左右。因此机械密封于盘根密封相比优势十分明显。
3.2凝结水泵（4N6）由于泵的功率较小，改造前后最大的变化是除每年可节约少量电费和维护费用外，最主要的是使凝结泵的稳定性得以大幅提升，原盘根密封时，由于盘根磨损经常出现漏真空不打水现象，严重威胁汽轮机的安全稳定运行，同时造成凝结水中含氧量升高，腐蚀热力设备。更换了机械密封后，经过两年多的运行，未发生一起因轴端漏真空而影响主机设备运行的情况，使设备的可靠性系数得以大幅提高，保证了机组安全经济运行。
3.3 射水泵（IS-125-100-200）在未改为机械密封前，每年至少要更换4次油盘根，每次更换量在0.3公斤左右，市场价格30元.，由于盘根磨损所致5年左右需更换一根水泵轴及配套轴瓦，费用在1500元左右，不计人工费用每台水泵每年消耗在350元左右。1套配套机械密封的价格在150元左右，可使用4年左右，平均每年维护费用在40元，远低于盘根密封的维护费用。同时可年节电10800度，降低成本5400元。
4 结束语
综合上述成功的改造范例，改造后的密封，结构可靠，运行中基本不漏，维护量少，并且节电效果明显。同时提高了密封性能，节省了检修费用。这些都保证了设备长周期，经济，高效运转，因此，机械密封适合全面推广。
关键词：水泵机械密封渗漏原因对策
Abstract: water pump of the characteristics of the need to mechanical seal is of high precision and reliability, the seal performance of the unit efficient operation and use the life extension has the vital role. This paper, from the mechanical seal the composition and principle, analyzes the mechanical seal of the phenomenon and reason to seep, combining the practice experience, to prevent the occurrence of leakage, advances some effective countermeasures. In order to reduce artificial defects or the use of the design, mechanical seal performance long-term, reliable, and ensure the safety of the pump unit operation and high efficiency.
Keywords: water pump mechanical seal leakage reasons countermeasures
中图分类号：U464.138+.1文献标识码：A 文章编号：
1 水泵机械密封漏水的现象及其原因分析
1.1 水泵机械密封的组成与工作原理
水泵在输送高温高压水时常选择机械密封的方式防止其泄漏，而渗漏造成的机械事故占水泵全部维修量的50%左右，可见，机械密封的可靠性对水泵的高效运行和使用寿命的延长具有至关重要的作用。机械密封一般由旋动环、静止环、密封圈或密封垫等辅助元件以及弹性补偿元件等几部分组成。其工作原理是将一对垂直于旋转轴线的端面相互贴合且相对转动，并使端面间维持一层极薄的液膜，在辅助密封的配合下，使端面受到介质流体压力与补偿机械弹力的作用，保持紧密的贴合度以达到密封的目的。
1.2 漏水现象及其原因分析
1.2.1 设计环节造成的漏水现象
合理的设计是机械密封实现其功能的基础，但实际工程中水泵的整体设计优化、设备配件的选用、各元件材质的选择都直接影响着水泵的密封性能。以水泵中的磁性分离器为例，该元件不但具有无法分离过滤非金属颗粒、体积大、不易检修等缺点，还可能由于磁性吸附水中的金属性物质，使这些物质与非金属材质的旋动环或静止环产生摩擦，导致元件的磨损，磨损生产的非金属物质又因不能被吸附过滤而进入系统使磨损加剧，长期运行必然会导致密封性能的下降。
1.2.2 安装环节造成的漏水现象
安装环节的施工不当也可能造成密封损害。如在机械密封中起轴向定位作用的内六角螺钉若安装不紧，就会使密封发生轴向窜动，当窜动量过大，压缩弹簧不能使静止环紧贴在旋动环上时，就会导致泄漏；环密封圈的轴端面及安装静环密封圈的密封压盖端面不够光洁，可能使旋动环和静止环在安装时受损；而机械密封的弹簧压缩量也是安装的重点，一旦误差应＞±2 mm，就可能因压缩量过大导致端面比压和摩擦热量的增加，使端面的磨损和热变形加剧，或因压缩量过小造成静止环端面的比压不足，影响密封效果。
1.2.3 使用环节中的漏水现象
（1）压力造成渗漏。使用中当密封腔内压力＞3 MPa时，可能导致端面比压过大, 液膜难以成，密封端面磨损严重，发热量增多，造成密封面热变形。而泵在启动、停机过程中，由于泵进口堵塞，抽送介质中含有气体等原因，可能使密封腔出现负压，继而引起密封端面干摩擦，内装式机械密封会产生漏水现象。（2）介质问题。首先，由于密封圈等辅助元件常采用不耐酸碱和高温的有机材料，当介质中含有弱酸、弱碱时，长期的使用会使其失去弹性甚至腐烂；而介质中出现固体颗粒等物质时，也会划伤端面造成磨损，同时水垢、油污等也可能在轴表面造成堆积。此外，水温超标也是导致机械密封性能下降的主要原因，因此当热交换器的冷却能力不足时，密封的使用寿命常会大大缩短。（3）旋动环和静止环疲劳损坏。给水泵轴线不一致或者轴承间隙调整不当都会引起给水泵的振动，而振动会导致机械密封组件中的动静部分发生摩擦，即使其接触面的水膜发生破坏，导致其失去水膜而损坏。（4）生产管理缺失。机组工作中未按操作规程进行，开停机不当或人为操作错误导致供电波动使水泵倒转等都可能引起密封发生泄漏。
2 机械密封漏水的防止措施
2.1 设计过程中应注意的问题
应根据不同水泵的工作特点选择不同的机械密封类型，在仔细分析材质、使用寿命等特点的基础上优选各密封元件，并重点参考其耐高温、耐腐蚀、抗疲劳、抗振等方面的性能。虽然不同型号的机械密封在设计上存在较大的差异，但设计的重点始终应体现在旋动环与静止环间、轴套与旋动环间、静止环与环座间、轴套与轴间以及密封端盖与水泵泵体间等部位的密封，特别是前三个部位的设计质量是防止渗漏的关键。
2.2 使用过程中应注意的问题
2.2.1 安装中防止渗漏的对策
应切实提高安装工程的质量意识，严格执行安装、检修的制度化和标准化。以密封圈的松紧度为例，旋动环密封圈过松会影响密封效果，但过紧也可能加剧其与轴套间的磨损，并易使旋动环出现疲劳和变形；而静止环虽然相对应更紧一些，但过紧也会导致变形或出现脆裂，因此必须依照安装指导书测量和调整，保证其压缩量符合要求。
2.2.2 机械密封使用中渗漏的预防和处理
日常机械密封的管路系统检查与使用，是机械密封正常运行的保障，因此应将设备管理的责任落实到人，制定严格的检修维护制度并予以落实。检查所有与机械密封运行有关的阀门，保证安监仪表完好；检查机械密封自循环水、水泵涵体、机械密封水管路、换热器及机械密封水的冷却水的畅通，温度无异常变化，发现问题及时查明原因，并有针对性地解决。
由于磁性过滤器堵塞对机械密封的正常运行使用危害很大，因此要定期检查清洗，发现元件损坏及时更换；应保持机械密封水一路磁性滤网运行，另一路备用，定期切换使用，以保证其正常的运行状态。定期清理工作结束，应在进行注水排空气后，再将磁性过滤器投入备用状态。机械密封水系统的排气管必须在高于换热器机械密封水出口管路上加装，正常运行前必须将机械密封水腔室及管路中的空气彻底排出，低转速运行时也可以排气，但是注意掌握开度不要将排气阀全开。如排气不彻底会出现密封摩擦副之间没有液，造成干磨和旋动环热裂，严重影响机械密封的安全正常运行。此外，针对使用中的压力问题，除在安装时严格执行规定的弹簧压缩量外，还应在高压条件下采取特别处理措施。为使端面受力合理、减小变形，可采用硬质合金、陶瓷等耐压强度高的材料，并加强冷却的措施。对真空状态运行造成的机械密封渗漏，应采用双端面机械密封，以改善条件，提高密封性能。
3 结语
综上所述，水泵的工作特点需要机械密封具有较高的精密度和可靠性，对其设计、加工、安装和使用等各个环节都存在严格的工艺要求。在机械密封的使用中，除必须严格执行工艺标准外，还应努力改善其运行环境，合理选择各种配件，制定并落实相关检修及养护制度，减少人为的设计缺陷或使用问题，使机械密封性能长期、可靠，保证水泵机组运行的安全性和高效性。
参考文献
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关键词 机械密封，端面密封，密封机理，密封
中图分类号 TH 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)031-0205-01
机械密封，也称为端面密封，是靠一对以上垂直于同一旋转轴线作相对滑动的端面，在流体压力和补偿机构的弹力（或磁力）作用下保持贴合，并配以辅助密封配合下保持贴合并相对滑动，而达到限制工作流体沿转轴泄露的、无填料的轴封装置。机械密封的主要作用是将容易泄露的轴向密封改为难以泄露的端面密封，这也是机械密封的设计总
原理。
1 机械密封产生及发展过程
机械密封作为一种旋转轴密封，最早出现于1885年英国的发明专利中，19世纪初在欧洲，简单的机械密封被作为轴承密封应用于工业领域，此时机械密封的使用参数很低，对密封件的要求不高，由于机械密封具有明显的先进性，逐渐被运用于冷冻设备和内燃机离心泵的关键机构中。直到19世纪中期，伴随着石油化工行业的发展和新材料石墨、陶瓷、硬质合金等的出现，机械加工技术对表面质量控制的提高，提高了使用可靠性和寿命。从而使机械密封得到推广和普及，并重新应用到石油化工生产领域中，实现了机械的平衡型密封。
虽然机械密封在19世纪初就已经出现，但实现飞跃性的发展，还是在最近60年的时间内，机械密封的不同结构、品种、规格发展得异常迅速，很快地在通用工业生产中得到了广泛的应用。机械密封之所以能得到快速发展主要是工业发展速度和生产过程的需求。二战后核工业和航天工业的发展，在结构上出现了许许多多的新型密封技术，例如流体静压密封、流体动压密封和多级密封，还有螺旋-机械组合密封、中间浮动环密封、浮环-机械组合密封、热流体动力楔机械密封和上游泵送机械密封等。近30年来随着全球环境污染加重，人们环保意识的提高，研制出了“零泄漏”机械密封技术。
我国的机械密封工业化生产起步较晚，20世纪60年代沈阳水泵厂和天津机械密封件厂开始生产泵用机械密封件。在20世纪70年代我国才陆续开始制定和颁布机械密封行业标准，1993年我国颁布了第一部真正意义上的机械密封国标，即“GB/T14211-1993机械密封试验方法”，1999年修订了“机械密封技术条件”和“机械密封分类方法”，现行的机械密封标准有6部，为机械密封产品的标准化发展提供了依据和保证。随着我国机械制造业的发展，尤其是近年来引进了大量先进的成套石油化工工艺装备，为机械密封备品备件实现国产化提供了保证。同时国内也引进了一些国外的先进制造技术，并相继合资建立了多家机械密封制造研发企业，从根本上使我国机械密封产品在设计、材料选用、生产规模、生产范围都有了很大的进步。据行业内不完全统计数据，2011年全机械密封行业规模以上企业工业总产值为772.71亿元，全年产销等主要指标同比增速在15%左右，行业整体运行质量进一步得到改善。
2 机械密封机理研究进展
对于机械密封而言，从它的出现到高度发展已有上百年的历史，研究者从自身的学科或专业领域出发进行了广泛的探索及提出假设或获得的结论，但至今机械密封机理仍然没有一个为人们所认同的完整的密封理论。
目前，在学术方面，对于机械密封形成密封作用的假说基本上形成了两类，即表面张力假说和粘滞力假说。两大假设都是利用液体本身的粘度或利用液体的表面张力来密封，都是基于液体分子间的相互作用力。表面张力假说认为：端面间的密封主要是通过表面张力作用实现，并有少量突起部分存在直接接触。同时粘滞假说也持不同的观点认为：粘滞力（主要是指液体和固体表面的附着力）要在间隙为纳米级或更小时才起作用，在微米级的密封间隙中不起作用；粘滞是一种动力学的特征，而在密封处于零泄漏时，径向是没有动力学过程的。研究人员都在机械密封机理方面做了大量的工作以支持自己的结论，并从反面论证了表面对立学说的局限性。近年来对该领域的研究主要侧重于新技术的开发和应用，对于机理的方面的研究已鲜有文章发表。
3 机械密封的技术现状
1）通用工业的机械密封技术：①推压型机械密封和非推压型机械密封；②平衡型机械密封和非平衡型机械密封；③单端面机械密封、无压双重机械密封和有压双重机械密封；④内装式机械密封和外装式机械密封；⑤旋转式机械密封和静止式机械密封；⑥单弹簧机械密封和多弹簧机械密封。
2）特殊领域里的新型密封技术：①密封面开槽密封技术：在机械密封的密封端面上开了各种各样的流槽，以产生流体静、动压效应，现在还在不断更新。零泄漏密封技术过去总认为接触式和非接触式机械密封不可能达到零泄漏（或无泄漏）；②波纹管密封技术，主要分为成型金属波纹管和焊接金属波纹管两种密封技术；③多端面密封技术分为双密封、中间环密封、多密封技术。另外还有平行面密封技术、监控密封技术、组合密封技术等。
4 机械密封技术的研究动向
机械密封的应用领域涉及到工业、农业、航空航天、国防科教等诸多领域，虽然机械密封产品在装配设备中，仅属于小型部件，但是随着设备微型化及性能的最优化发展趋势，为了改善设备的密封性能，便于机械密封元件的安装使用，要求某些机械密封零部件与设备中某些零部件融合在一起，为了实现各种形式使用要求，多端面、组合密封已成为机械密封技术的主导产品，标准化的卡式（或集装式）结构已经成为业内设计和生产方面研究的重要方向。
综上所述，机械密封技术是一个正在发展中的技术，并完全依赖于材料科学和机械加工制造领域的发展，机械密封技术的研究要随着工业技术的发展，揭示机械密封有关规律，提高机械密封技术的创新能力，加大对新兴高分子材料的研究并实现技术的高效转化，加快实现机械密封产品的高参数、长周期、高安全强化密封集成等技术的实质性发展。
参考文献
[1]顾永泉.机械密封实用技术[M].机械工业出版社,2001.
[2]赵惠清,蔡嵘,国巨发.深槽浅槽机械密封的对比分析[J].北京化工大学学报,1999,26(2).
[3]陈震.机械密封技术研究进展:摩擦学[J].与密封,1990,1.
封失效原因分析及相应解决措施进行介绍和分析。
关键词：机械密封、泄漏原因、解决措施
中图分类号：TH136
1.机械密封在化工生产流程机械一机泵中的重要性
在化工生产过程中，机泵起到输送流体介质、保证连续性工业化生产正常运转的作用。一旦机泵不能正常运转，将造成整个流程中断，严重影响后系统生产，据某厂动设备初步统计（见表1），机泵的损坏、检修频率、轴封的失效（主要是机械密封的失效）所占比例为整体的4o一5O% 以上，所以机械密封的可靠性和长期性，对机泵的长周可靠运转非常重要。
2.机械密封基本结构和工作原理
机械密封又称为端面密封或轴封.由至少一对垂直于旋转轴线的端面在流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。它实质就是将极易泄漏的轴向密封改为不易泄漏的端面密封。机械密封是由静环和动环这两个垂直于轴（轴线）的光滑而平直的端面，靠弹
性元件（弹簧户波纹管等）和密封介质压力的作用下，在旋转端面产生适当的压紧力.使这两个端面紧密贴合并在端面间维持一层极薄的、稳定的流体膜，而达到良好的和密封。机械密封的基本结构有四部分：第一部分是由动环和静环组成的密封端面，或称摩擦副；第二部分是由弹性元件为主要零件组成的缓冲补偿机构；第三部分是辅助密封圈.其中有动环和静环密封圈；第四部分是使动环随轴旋转的传动机构。常用机械密封结构如图所示：
机械密封的基本原理：
轴通过传动座（4、5、6、7等组成）和推环（12），带动动环（2）旋转，而静环（1）固定不动，依靠介
质压力和弹簧力使动静环之间的密封端面紧密贴合，阻止了介质泄漏。摩擦副表面磨损后，在弹簧（4）的推动下实现补偿。为了防止介质通过动环与轴之间泄漏.装有动环0 型密封圈（8）；而静环0 型密封圈（9）则阻止了介质沿静环和压盖（11）之间的泄漏。
3.机械密封的几个泄漏点
机械密封在整个设备中所占的位置不大，但容易发生故障。
一般存在有可能泄漏的途径有如上图中的I、Ⅱ、IⅡ、IV、V、Ⅳ 六个通道：
3.1 动静环端面密封面，（图中I通道，这是机封中唯一的一个动密封点）；I通道则是旋转环与静止环的端面彼此贴合作相对滑动的动密封，它是机械密封装置中的主密封.因此，对密封端面的加工要求很高，同时为了使密封端面间保持必要的液膜.必须严格控制端面上单位面积压力，压力过大，不易形成稳定的液膜，会加速端面的磨损；压力过小，泄漏量增加。
3.2 动环与轴或轴套之间的密封泄漏点（图中VI通道），属于静密封点，一般采用0 型密封圈或聚四氟乙烯圈等。
3.3 静环与静环座（密封压盖）之间的密封泄漏点（图中Ⅱ 通道），属于静密封点，一般采用0 型密封圈、铝垫或聚四氟乙烯圈等。
3.4 压盖与泵密封腔体之间的密封泄漏点（图中Ⅳ 通道），属于静密封点，采用石棉板、0型密封圈、石墨垫片、铝垫或聚四氟乙烯圈等。
3.5 轴套和轴之间的泄漏点（图中V通道），属于静密封点，采用石墨垫、铝环、0 型圈等即可实现。
3.6 动环和动环座之间的通道（图中III），属于静密封点，靠制造时的配合和密封圈来保证，也可将动环设计成堆焊形式，达到无泄漏形式。
4.机械密封失效原因分析及相应解决措施
4.1 弹性元件失效一般有两种情况
a、弹簧或波纹管断裂（或者波纹管焊缝开裂）：当机泵运转不平稳，经常出现抽空、振动大等情况时。弹性元件在交变载荷长期作用下，便会产生疲劳以至断裂现象；另一方面也有焊接不牢固和无热处理、或热处理工艺不完善等造成的原因。
b、弹性元件失弹：这种情况主要发生在高温机泵、热介质中，在低温介质中也有少量发生。一方面是由于弹性元件内部空隙中结垢，导致了弹性元件失弹.我们采取增加封油冲洗或用软化水的方法解决此问题；另外，还有一种是将波纹管设计成旋转型结构，旋转的波纹管机械密封具有自清洗的离心作用，一定程度上可以解决结
垢问题。
4.2动静环失效主要有以下几方面
a、高温（热油、热水等）介质条件下，密封环镶嵌结构，容易松动、脱落。针对这种情况，有的采用整体结构，有的采用堆焊硬质合金来解决；对一些因摩擦副配对必须需镶嵌结构，一是选取合适的镶装过盈量；二是采用密封胶无机粘接；三是环座使用CAP 材料以及Ti。：和NAS。 g等。装配前应仔细检查这部分是否存在缺陷、松
脱。
b、动静环裂纹或碎裂
在高温介质环境下，机泵预热很快，会发生机封动环（硬环）在快速受热产生应力裂纹，设备运转过程中就会发生泄漏现象：另外机泵非正常运转过程中会发生抽空、振动超标等现象，在这种工况下运行，会发生机封动静环中石墨环由于抽空脱离环座.再无法回到原位，在泵运转中发生碎裂，从而导致轴封的失效。
c、摩擦副过度磨损失效
这是机械密封在长周期运转或当弹性元件压缩比过大、端面间端面比压过大发生摩擦副静环磨损严重.从而压缩比不足.导致密封失效的情况以上两种情况一般采用更换摩擦副.适当调整压缩量的方法加以解决；另外，在易抽空的机泵中采用防抽空型机械密封设计.或调整工艺，使机泵处于正常工作状态。
4.3动静环密封圈和轴套密封圈的失效一般可分为下面几种：
a、膨胀老化
当密封圈的橡胶材料与工作介质配用不适当时，橡胶就发生膨胀而引起体积的变化，因而发生过量的摩擦热，使材料老化.在中、高温度的使用场合，采用氟橡胶等耐热性好的材料予以解决当圆形密封环密封圈遇到冷的工作条件时， 会产生暂时的硬化现象，这也是产生断裂的原因之一，这种硬化在温度回到常温时又会恢复。如输送低温介质的机泵，或在低温工作的机泵.应选用耐寒性能好的材料。
b、0形圈密封与轴（或轴套）或密封圈嵌入沟槽的影响
据资料反映。对于定（静）密封使用的0形橡胶圈若是采用一般橡胶材料，当压缩量超过4J0%时。容易产生较大的变形，所以压缩量
尽量取得小一些；但压缩量过小的话，或安装结构部分尺寸略有不同时。就会出现局部范围内没有压缩量，从而引起泄漏。工程应用中常将0型圈的压缩量控制在其厚度的10～20% 。在机械密封安装中，如果轴套发生变形而呈椭圆形，轴因磨损而径向尺寸变小或成椭圆形就可能造成密封阚压缩量不足，从而造成泄漏。
4.4其它情况造成机械密封泄漏
a、装配的影响造成泄漏
由于工人装配水平偏低，装配时同轴度的好坏，摩擦副两个端面与轴垂直度的偏差，压缩比压调整的是否适当，均会造成机械密封在运转过程中存在不同程度的泄漏。
b、机泵中其它部件损坏造成机械密封失效。
1）、轴承损坏；如果机泵轴承损坏在运转过程中泵声异常、振动超标、机封泄漏。
2）叶轮松动：泵反转或其它原因造成叶轮背帽松动.造成泵振动过大，极易损坏轴承.动静环在循环动力作用下运转。很容易导致机械密封泄漏
c、动平衡破坏，如叶轮偏磨严重、轴弯曲等机械原因，导致机械密封的泄漏。
由以上简单分析可以看出，机械密封失效的原因是多方面的，针对不同的失效形式，相应的解决方法也不同。在实践中，一定要注意泄漏现象的观察、分析、才能准确判断失效部位，找出失效原因，加以解决，为维修机泵和机泵的长周期运转提供保障，也保证化工生产的正常运行，实现经济效益最大化。
参考文献
1《机械密封实用技术》顾永泉
关键词 干气密封；结构及工作原理；主要参数
中图分类号 TH 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)051-0214-01
1 干气密封概述
早在20世纪60年代末期，奠定在气体动压轴承应用的基础上，干气密封发展起来，并成为一种全新的非接触式密封。该密封利用流体动力学原理，通过在密封端面上开设动压槽而实现密封端面的非接触性运行。最初，采用干气密封形式，主要为了改善高速离心压缩机的轴封问题。由于密封采取非接触性的运行方式，因此其密封的摩擦副材料基本不会受到PV值的任何影响，尤其在高压设备、高速设备中应用，具有良好前景。随着我国密封技术的飞速发展，再加上干气密封的广泛应用，彻底解决了困扰高速离心压缩机运行中的轴封问题，密封使用寿命及性能都得到了很大提高，为机组稳定，长周期运行提供了保证，因此该技术的应用范围进一步扩大，凡使用机械密封的场合均可采用干气
密封。
2 干气密封与机械密封性能比较
机械密封是一种传统的密封型式，其特点是密封结构简单，技术成熟，加工精度要求不太高。其缺点是泄漏率高，故障频发。
干气密封是目前最先进的一种非接触密封型式，与传统的机械密封形式相比较，采用干气密封技术，主要具备以下优势：
1）采用干气密封技术，可有效提高密封的质量与使用时间，确保设备安全、可靠、稳定运行。
2）采用干气密封技术，能源消耗
较小。
3）干气密封技术应用到的辅助系统较为可靠，操作简单，在使用过程中不需要任何维护手段。
4）采用干气密封技术，泄漏量较少，应用效果良好。
3 干气密封工作原理
一般来讲，典型的干气密封技术，包含了静环、动环（旋转环）、副密封O形圈、静密封、弹簧和弹簧座等。静环位于弹簧座内，用副密封O形圈密封。弹簧在密封无负荷状态下使静环与固定在轴上动环（旋转环）配合，如图1所示。
这类密封与机械密封的区别在于，它是一种气膜的流体动、静压相结合的非接触式机械密封。动环与静环配合表面具有很高的平面度和光洁度，通常在动环表面上加工有一系列的特种槽。随着转动，气体被向内泵送到槽的根部，根部以外的无槽区称为密封坝。密封坝对气体流动产生阻力作用，增加气体膜压力。配合表面之间产生的压力，使静环表面与动环脱离，保持一个很小的间隙。当由气体压力和弹簧力产生的闭合压力与气体膜的开启压力相等时，便建立了稳定的平衡间隙。
在有效确保动力平衡的基础上，密封中产生的作用力状况，如图2所示。
闭合力Fc，即弹簧力与气体压力之间的总和。其中，开启力Fo通过端面之间分布的压力，对端面的面积形成积分。在平衡状态下，Fc=Fo；其中运行的间隙约3微米。如果由于受到干扰作用，造成密封的间隙逐渐降低，此时端面之间的压力就会有所升高，此时Fc＞Fo，端面之间的间隙也会有所降低，则密封就会达到一种全新平衡状态。通过该机制的运行，可在动环组件与静环组件之间形成较为稳定的气体薄膜，在一定的动力条件下，可实现端面之间的平衡状态，同时由于彼此分离、没有接触，因此不容易造成磨损，极大延长使用寿命。
干气密封的结构形式根据被密封介质的不同、介质压力的不
同及工作转速的不同又可分为单端面干气密封、双端面干气密封及串联式干气密封。
美国某公司从20世纪60年代末即开始研究干气密封技术， 到80年代已经完全达到实用化的程度，目前有不少外国公司可生产此类密封，并一度垄断了我国干气密封市场。而现在随着我国一些民族工业的崛起，我国已生产出了处于国际领先水平的干气密封产品，并已在国内许多石油化工企业中得到推广应用。
4 影响干气密封的相关参数
有关干气密封技术的运行技能，主要集中于密封运行的稳定性及使用寿命方面。而气膜的厚度参数，将对干气密封的泄漏量产生直接影响，即在干气密封技术运用过程中，会在密封面形成诸多间隙。一般情况下，对干气密封的性能产生影响的主要参数为密封操作参数与密封结构参数两种形式。具体分析如下。
4.1 密封操作参数
1）密封直径、转速的影响作用。经大量实践表明，密封的直径作用越大，则转速越高；密封的环线速度越快，则干气密封形式产生的泄漏量就越多。
2）密封气压的影响作用。一般情况下，如果存在干气密封的工作间隙，则其中压力越大，发生气体泄漏的可能性就越大。
3）工作介质温度、粘度的影响作用。有关工作介质温度产生的影响作用，主要原因是考虑到温度的影响，直接作用到介质粘度中。随着介质粘度的增加，动压效应有所增强，且气膜的厚度加重，同时加大了密封间隙中阻力。这种情况下，不会对密封泄漏量产生过大影响。
4.2 密封结构参数
1）动压槽的形状。以流体力学理论为出发点，在干气密封技术的端面形成沟槽，无论是何种形状，都将受到动压效应影响。尤其在数螺旋槽中，产生极大流体动压效应，且作用在干气密封动压槽中，产生一定气膜刚度，利于密封稳定性的提高。
2）动压槽的深度。如果干气密封流体的动压槽深度和气膜厚度处于同一个量级，则干气密封的气膜刚度处于最大值。在实际应用过程中，一般将干气密封的动压槽控制在3微米～10微米的厚度。
3）动压槽的数量。以实践数据来看，如果干气密封的动压槽数量趋向无限，则动压效应不断增强。但是如果动压槽的数量达到一定值，继续增加槽数，不会对干气密封的性能再产生影响。
5 结束语
由于采用了干气密封新技术装置的安全平稳、长周期提供了有力的保障。同时也说明采用新技术和新工艺是解决问题的一条有效途径。干气密封其密封端面在运行期间几乎无磨损，只在开停车时才出现很小的磨损。一旦有颗粒杂质进入密封腔，密封面压力槽根部很容易遭到磨损。因此，用于密封的气体一定要清洁无颗粒杂质。
参考文献
【关键词】 机械、密封、选择
一、机械密封的工作原理
机械密封是靠一对或数对垂直于轴作相对滑动的端面在流体压力和补偿机构的弹力（或磁力）作用下保持贴合并配以辅助密封而达到阻漏的轴封装置。
二、机械密封常用材料的选用
净水（常温）：（动）9CR18，1CR13堆焊钴铬钨，铸铁；（静）浸树脂石墨，青铜，酚醛塑料。
河水（含泥沙）（常温）：（动）碳化钨，（静）碳化钨
海水（常温）：（动）碳化钨，1CR13堆焊钴铬钨，铸铁；（静）浸树脂石墨，碳化钨，金属陶瓷；
过热水（100度）；（动）碳化钨，1CR13堆焊钴铬钨，铸铁；（静）浸树脂石墨，碳化钨，金属陶瓷；
汽油，油，液态烃（常温）：（动）碳化钨，1CR13堆焊钴铬钨，铸铁；（静）浸树脂或锡锑合金石墨，酚醛塑料。
三、密封材料的种类及用途
密封材料应满足密封功能的要求。因为被密封的介质不同，以及设备的工作前提不同，要求密封材料的具有不同的适应性。对密封材料的要求一般是：
1、材料致密性好，不易泄露介质；
2、有适当的机械强度和硬度；
3、压缩性和回弹性好，永久变形小；
4、高温下不软化，不分解，低温下不硬化，不脆裂；
5、抗侵蚀机能好，在酸，碱，油等介质中能长期工作，其体积和硬度变化小，且不粘附在金属表面上；
6、摩擦系数小，耐磨性好；
7、具有与密封面结合的柔软性；
8、耐老化性好，经久耐用；
9、加工制造利便，价格便宜，取材轻易。
四、机械密封安装、使用技术要领
1、必须按工况条件与主机情况选择适宜型号的机械密封与材料匹配，才能确保机器密封正常运转及使用寿命。
2、设备转轴的径向跳动应≤0.04毫米，轴向窜动量不答应大于0.1毫米。
3、安装机械密封静止环的密封端盖（或壳体），定位端面对轴的垂直度≤0.04mm。
4、安装静环压盖时，拧紧螺丝需受力平均，保证静环端面与轴心线的垂直要求。
5、安装后用手推动动环，能使动环在轴上灵活移动，并有一定弹性；用手盘动转轴、转轴应无轻重感觉。
6、在安装过程中严禁碰击、敲打，以免使机械密封摩擦付破损而密封失效。
7、设备的密封部位在安装时应保持清洁，密封零件应进行清洗，密封端面完好无损，防止杂质和灰尘带入密封部位。
8、设备在运转前必需布满介质，以防止干摩擦而使密封失效。
9、机械密封在安装时，必须将轴（轴套）、密封腔体、密封端盖及机械密封本身清洗干净，防止任何杂质进入密封部位。
10、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，必须参照机械密封有关标准，采取相应的阻封、冲洗、冷却、过滤等措施。
11、机械密封安装时，应有适当的。按产品安装说明书，保证机械密封的安装尺寸。
12、设备在运转前必须充满介质，以防止干摩擦而使密封失效。
13、单弹簧传动的机械密封，应合理选择弹簧旋向，一般从静止环端看，轴转向为顺时针时，应选右旋弹簧。反之则选左弹簧。
14、对易结晶、颗粒介质，对介质温度>80oC时，应采取相应的冲洗、过滤、冷却措施，各种辅助装置请参照机械密封有关标准。
15、安装时在与密封相接触的表面应涂一层清洁的机械油，以便能顺利安装。要特别留意机械油的选择对于不同的辅助密封材质，避免造成O型圈浸油膨胀或加速老化，造成密封提前失效。
五、机械密封技术的种类
当前采用新材料和工艺的各种机械密封的新技术，进展较快，有下列的机械密封新技术。密封面开槽密封技术近年来，在机械密封的密封端面上开了各种各样的流槽，以产生流体静、动压效应，现在还在不断更新。零泄漏密封技术过去总以为接触式和非接触式机械密封不可能达到零泄漏（或无泄漏）。以色列利用开槽密封技术，提出零泄漏非接触式机械端面密封的新概念，并已用于核电站油泵中。干运转气体密封技术这类密封是将开槽密封技术用于气体密封。上游泵送密封技术即利用密封面上开流槽将下游少量泄漏流体泵送回上游。上述几类密封的结构特点是：采用浅槽，且膜厚和流槽的深均属微米级，并采用槽，径向密封坝和周向密封堰组成密封和承载部门。也可以说开槽密封是平面密封和开槽轴承的结合。其长处是泄漏量小（甚至无泄漏）、膜厚大，消除接触摩擦、功耗和发烧量小。热流体动压密封技术它是利用各种外形较深的密封面流槽，造成局部热变形，以产生流体动力楔效应。这种具有流体动压承载能力的密封，称之为热流体动力楔密封。
波纹管密封技术可分为成型金属波纹管和焊接金属波纹管机械密封技术。
多端面密封技术分为双密封、中间环密封、多密封技术。另外还有平行面密封技术、监控密封技术、组合密封技术等。
六、机械密封冲刷方案及特点
冲刷的目的在于防止杂质集积，防止气囊形成，保持和改善等，当冲刷液温度较低时，兼有冷却作用。冲刷的方式主要有如下：
1、内冲刷
（1）、正冲刷：利用工作主机的被密封介质，由泵的出口端通过管路引入密封腔。主要用于清洁流体。当温度高或有杂质时，可在管路上设置冷却器、过滤器等。
关键词：机械 密封 泄露 结构 压力 性能
中图分类号：TD407 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）05（c）-0000-00
1 机械密封的工作原理及特点
机械密封是一种轴用动态密封，其安装位置在轴上，靠近泵或搅拌器一侧。弹簧和密封介质的压力在它和旋转的动环和静环之间的接触面形成油膜，然后通过适当的压紧力达到两个端面紧密贴合的目的来阻止介质泄露。以泵为例，机械密封一般安装在轴的端部，与泵构成一个完整的整体，如图1所示。
图1.泵的机械密封
由于机械密封特殊的结构形式， 使其具有耐高温，耐磨，寿命长及适应作业模式广等特性。与普通的垫片和填料密封相比，机械密封的泄露率远低于普通垫片和填料密封。所以，当今世界上许多重要设备都采用机械密封。但是机械密封的安装精度和制作相对要求较高，结构也比较复杂，这就提高了成本，另外对维修工程师来讲要求的技术也要过高，过硬。因此，延长此密封的使用寿命就是一项艰巨的任务。
2 机械密封的结构特点
机械密封主要由由动环和静环组成的密封端面；辅助密封圈；以弹性元件为主要零件的补偿机构五部分组成（弹性元件一般有弹簧和橡胶波纹管两种，参见图2）；使动环随轴旋转的传动机构和机械密封壳体。下图2图示了机械密封的主要构成。
图2.机械密封的结构
1-静环 2-动环 3-弹性元件 4-弹簧座 5-固定螺栓 6-动环密封圈 7-防转销 8-静环密封圈 9-壳体
1.动环和静环，是构成机械密封的主要元件，动环和静环的质量直接影响机械密封的使用性能。
2.动环和静环或者静环和压盖之间的两个密封是机械密封的辅助密封圈。辅助密封圈的材料大多是合成橡胶或柔性石墨或聚四氟乙烯，辅助密封圈采用什么材料取决于输送介质的化学特性。如辅助密封圈的材料选择不当，可能会造成介质泄露或降低机械密封的使用寿命；安装质量也是影响机械密封寿命的重要因素，当密封端面和轴的中心线不垂直时会加速机械密封的失效。
3.补偿机构， 主要由弹性元件构成，如弹簧或波纹管，采用那种材料作为弹性元件取决于设计要求，如工作温度和介质的化学特性等。补偿机构的作用是保持密封端面在动态下贴合，阻止液体泄露。
4.传动机构， 主要由轴套和固定元件构成。轴套可在轴上滑动，当轴套磨损或锈蚀时，会增加轴套的移动阻力，影响轴套滑动的动态性能。当弹簧或波纹管的弹性力不足以克服轴套移动阻力时将产生泄漏。
5. 机械密封壳体，用以保护工作元件。
3 机械密封常见故障及处理
1.杂质进入密封面导致泄露
当杂质进入机械密封动静环之间的密封面时，会加速机械密封面的磨损，严重时会导致机械密封失效，造成液体泄露。保持机械密封良好的工作环境有助于延长机械密封的使用寿命。发现机械密封工作异常时，应及时停止设备运转， 查找原因。 如发现有杂质进入机械密封， 应及时清理，并采取措施避免杂质再次进入。
2.弹性元件工作状态失常导致泄露。
根据机械密封的工作状态，通过调整弹性元件来调整机械密封的端面比压。适宜的端面比压有助于阻止泄露和延长机械密封的使用寿命。机械密封端面比压P？可按下式计算：
P？=P？+（K-λ）P
式中：P？-端面比压；P？ 一橡胶波纹管或弹簧的弹性力；K-载荷系数；λ一反压系数；P一密封流体压力。香蕉波纹管或者弹簧的弹性力Ps将动环密封端面直接推动紧贴到东环表上，以此保证动环和静环之间的密封。密封端面间流动体膜平均压力相对于密封流体压力的比就是反压系数λ。端面比压P？ 与橡胶波纹管或弹簧的弹性力P？、载荷系数K 成正对应关系都可以从上式推出。而载荷系数K值主要指密封流体压力相对动环，作用在静环上趋于贴合的有效作用面积与密封端面面积之比。
3.机械密封安装不当导致泄露
动环密封圈不能过紧，否则有害无益，其一，会使密封圈和轴套间的磨损加剧，缩短机械密封寿命，泄漏提前；其二，动环轴向调整、移动的阻力变大，会无法适应变化频繁的工作状态去进行轴向补偿和调整；其三，过度疲劳易导致弹簧损坏；其四，会造成动环密封圈变形，密封效果受影响。
因为静环密封圈一本是静止状态，所以密封效果相对较紧，但是过紧仍将产生不良后果。其一，导致静环密封变形，密封效果受影响；其二，静环多以石墨为材质，比较脆，受力过度会产生碎裂；其三，过紧导致的安装拆卸困难等问题易损坏静环。所以，一般静环的内径都会较轴颈稍大，以涂上剂后的密封圈双手能用力压入的松紧状态为准。手轻松压入则过松，双手用力都压不进则过紧。
4.工况变化导致泄露
如泵进口压力的波动可能会引起泵的出口压力出现波动，使泵体转子的轴向窜动量增大。由于静环密封面来不及补偿位移，可能会导致发生泄漏。
5.端面温升过高导致机械密封热损失效
当使用温度超过橡胶波纹管许用温度（约120℃）后仍继续使用，橡胶会迅速变硬失弹导致密封失效；静环石墨环超过约180℃（许用温度）后表面会析出树脂，摩擦面附近树脂发生炭化，也会使密封面失效。
机械密封在工作时会产生端面温升Δt，端面温升主要是静环、动环密封端面相互滑动产生的大量摩擦热。
式中：-静环，动环端面间的摩擦因数
-端面平均滑动速度
G-散热系数
根据公式，端面温升主要与端面比压Pc、端面平均滑动速度 v有关系。现场要控制端面温升，必须控制端面比压大小。而控制端面比压大小，主要是控制弹簧的弹性力或橡胶波纹管的弹性力。当然，也取决于载荷系数 值的大小，也就是通过静环密封端面内外径d？ 、d？ 尺寸的变化来调整端面比压的大小。当端面温升时应采取措施保护机械密封。
6.泵抽空。由于操作不当，水泵被抽空导致泵体内没有液体，此时密封处于干摩擦状态，造成石墨环表面磨损出现深且粗的环状沟纹，硬环出现径向裂纹或断裂，辅助密封圈老化、龟裂、变色、粘结，热装式密封环硬质合金松脱。泵启动前，应仔细检查泵的吸入管，避免抽空。
7.机械密封本身质量问题而引发的泄漏
A.密封面的精度不够。更换机械密封时，要认真检查所更换的新机械密封，特别是动静环的密封面的光洁度是否良好。一般来说，动环、静环的密封面的平面度应在0.5 mm以内。
B.静环的弹簧是否完好。应注意静环的弹簧压缩比是否适当，端面宽度是否合理以及摩擦副的配对情况等。
4 日常检修中的安装、维护
4.1 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；要对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方面做全面均衡的考虑。
（2）弄清密封介质情况。要了解密封介质的状态，输送介质是气态还是液态，介质是否含颗粒及颗粒状况；了解介质的性质、温度及粘度，以便合理选型及采取必要的冷却、冲洗、措施。
（3）弄清密封介质的压力。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。
4.2 机械密封安装使用的技术要求
（1）安装机械密封部位的轴或轴套的径向跳动公差应符合表1。轴或轴套的表面粗糙度应符合技术要求。
表1.径向跳动公差mm
轴或轴套外径
径向跳动公差
l0～5O
0.04
大于50～120
0.06
（2）传动轴的轴向窜动量不宜超过0.2mm。
（3）密封腔体端面对轴表面的跳动公差应符合表2。
表2.密封腔体端面对轴表面的跳动公差mm
轴或轴套外径
端面跳动公差
l0～5O
0.04
大于50～120
0.06
（4）当输送介质温度偏高、偏低或含有杂质颗粒、易燃、易爆、有毒时，应采取相应的阻封、冲洗、冷却、过滤等措施。
4.3 机械密封的安装方法及注意事项
机械密封部件无论从制造精度上或安装精度上要求都很严格。如果安装不当，就会影响密封的寿命和密封性能，严重时将会使密封迅速失效。
（1）安装前的准备工作及安装注意事项
A.检查要进行安装的机械密封的型号、规格是否正确无误，零件是否缺少。B.检查机械密封各元件是否有损坏，特别是动环和静环的密封端面是否碰伤。C.轴或轴套表面及密封腔内壁、密封端盖内表面是否有毛刺、沟痕等。D.不要用不干净的布或棉纱布擦洗动环和静环表面，应使用干净柔软的纱布、脱脂棉之类的东西擦洗。
E.装配过程中应保持清洁，保证动环、静环的密封端面不被划伤、碰破。
（2） 装配顺序
A.机械密封静止部件的组装B.机械密封旋转部件组装。将机械密封的旋转部件依照先后次序逐个组装到轴上。C.端盖装在密封体上，并用螺钉均匀拧紧。E.盘动试车是否轻松，若盘不动或吃力，则应检查装配尺寸是否正确。
5 结束语
虽然，机械密封技术含量高，结构复杂，但只要做到正确的使用和维护就能够大大提高设备的性能，保证设备的正常运行。
参考文献
关键词:离心泵机械、密封泄漏、安装维护
中图分类号：TH311 文献标识码：A
在离心泵中，机械密封得到广泛的使用，其整机运行直接受到机械密封的密封效果的影响，特别是在电力生产的过程中，由于连续生产，导致机械密封出现泄漏，在一定程度上严重影响生产的运行。本文通过详细分析离心泵机械密封出现泄漏的原因，归纳总结离心泵机械密封泄漏的安装维护方法，对提高离心泵机械密封的安装维护水平有一定参考作用。
一、机械密封出现泄漏的原因
机械密封的工作原理及主要泄漏点机械密封通常由动环、静环、压紧元件和密封元件四部分组成，其中，密封是靠动环与静环的接触面在运动中始终保持贴合实现的。运行的过程中，动环和静环通过在端面产生比压进而形成一层极薄的液体膜，从而起到密封的效果。机械密封的泄漏点包括：①轴套与轴间的密封。②动环与轴套间的密封。③动、静环间密封；动静环与静环座间的密封。④密封端盖与泵体间的密封。在上述漏点中，轴套外伸的轴间、密封端盖与泵体间的泄漏比较容易发现，漏点解决相对也比较容易。对于其余泄漏点，在直观上辨别和判断比较困难，需要通过长期、丰富的实践经验，才能得出正确结论。
二、分析机械密封泄漏的原因及判定
1、静试时出现泄漏机械密封安装调试好之后，需要通过静试进行检验，并观察其泄漏量。在静试的过程中，当泄漏量较小时，需要对动环或静环密封圈进行检查;当泄漏量较大时，需要对动、静环摩擦副进行检查。通过初步观察泄漏量，初步判断泄漏部位，然后借助手动盘车做进一步的观察，在静试时如果泄漏量没有明显的变化，可以判断时静、动环密封圈出现问题;在盘车的过程中，如果泄漏量变化比较明显，可以断定动、静环摩擦副出现问题。
2、试运转时发生泄漏离心泵在高速旋转时会形成强大的离心力，通过采用静试试验方法对机械密封进行检查，介质的泄漏现象在一定程度上得到有效的遏制。所以，机械密封泄漏产生原因排除轴间及端盖密封失效之后，其大多数情况下都是由于动、静环摩擦副遭到破坏多导致的。造成摩擦副密封失效的原因，通常情况下有:①在安装机械密封的过程中，因压缩量过大，磨损和擦伤摩擦副端面。②因动环密封圈过紧导致无法调整自身的轴向浮动量。③当静环密封圈出现过松的情况时，因动环轴向浮动导致静环与静环座彼此脱离。④颗粒状的物质存在于输出介质中，在离心泵高速运转的作用下导致颗粒状的物质进入摩擦副，进而擦伤动、静环密封端面。⑤操作中，动、静环之间的接触面轴向力变大出现彼此分离。综上所述，通过对摩擦副密封失效的原因进行分析，在试运转过程针对上述现象，通过采取调整静环座等措施；密封失效是可以排除解决的。假如通过上述方法不能解决，只有通过重新拆装，进而更换新的密封。
3、正常运转中发生泄漏离心泵在正常运转过程中突然出现泄漏，通常情况下是因为正常磨损、密封使用时间过程达到使用期限、工况发生较大的变化，以及维修、操作不到位造成离心机发生泄漏。①通常情况下，因离心泵输出量偏小，导致在泵内出现大量介质的循环，进而出现热积聚，最终使得密封失效。②离心泵停运较长时间后，在重起时没有手动盘车，因摩擦副粘连进而导致密封面被扯坏。③抽空、气蚀或憋压的时间较长进一步破坏密封。④工况出现频繁变化或者经常性的调整。⑤环境温度发生剧烈变化。⑥因突然停电或故障导致离心机出现被迫停机等。
三、机械密封的安装与维护
1、安装原则：①熟悉设备情况。安装机械密封之前，对转轴的转速、轴径等都要进行熟悉;考虑机械密封的制造工艺、密封腔的相关尺寸、设备的服务时间、生产设备的职工水平等。②对介质的压力进行估算。离心泵的密封腔压力通常情况下要低于泵的出口压力。③熟悉密封介质。安装机械密封之前要熟悉密封介质的状态，所含颗粒情况；熟悉介质的相关物理特性，以便为后期的冷却、冲洗、等做准备。
2、安装机械密封的技术要求为了确保机械密封正常工作，保持密封性良好，安装机械密封要符合技术要求:①轴或轴套的径向跳动公差如表1所示。②密封腔体端面对轴表面的跳动公差如表2所示:③控制传动轴的轴向窜动量为0.2mm。④通过采取阻封、冲洗、冷却、过滤等措施，对输送介质的温度进行控制。⑤安装弹簧传动的机械密封时，保持轴旋转方向应使弹簧越来越紧。
3、安装机械密封的方法为了保持机械密封的正常使用功能，严格遵守相关的要求进行安装，防止机械密封失效。
3.1安装准备工作①进行机械密封安装前，首先要核实机械密封的型号和规格。②检查机械密封的完整性和整洁性，确保动环和静环的密封端面不能出现损伤。③对容易出现毛刺和沟痕的部件和部位如轴、轴套、密封腔内壁、密封端盖内的表面等进行检查，发现毛刺、沟痕要进行处理，保持表面的整洁。④使用干净柔软的纱布、脱脂棉之类的东西对动环和静环表面进行擦洗，保持其干净。⑤在安装机械密封的过程中零部件要保持干净、整洁，动环、静环的密封端面不能出现划痕，以及碰破等。另外，为了装入方便，安装机械密封时，在轴或轴套表面、压盖与密封圈配合表面涂抹机油，在一定程度上避免启动时出现干摩擦现象。
3.2安装顺序①对机械密封的静止部件进行安装:首先，将防转销装入密封端盖相应的孔内位置；其次，根据顺序在静环上装入静环密封圈，然后在密封端盖内装入静环，在组装过程中避免防转销进入静环凹槽内。最后，在安装过程中，避免静环与轴之间发生碰撞。对于螺栓要分几次均匀拧紧。②对机械密封旋转部件进行组装。在轴上按照先后顺序将机械密封的旋转部件进行逐个组装。对于轴套，把机械密封的旋转部件按照顺序在外面组装到轴套上，然后将机械密封旋转部件的轴套安装在轴上。③在密封体上安装端盖，并用螺钉固定。④盘动试车是否产生轻松。
3.4、机械密封的维护
3.4.1离心泵启动前检查①在启动离心泵之前，首先检查其机械密封以及附属装置是否齐全，是否存在不符合技术规定的部位。②通过静压试验对机械密封进行检查，查看离心泵是否存在泄漏的部位。对于出现泄漏的离心泵需要及时做出检查，查找泄漏的原因。③借助盘车检查机械密封的均匀性。在盘车时，如果出现盘车吃力或发生不动现象，需要核实装配尺寸，检查是否存在错误，安装是否到位。④启动离心泵之前要将密封腔内充满液体，排出腔内的空气。
3.4.2运行维护:①离心泵启动后出现轻微的泄漏，需要对泄露做进一步观察。果泄露持续4h，并且泄漏量不见较少，这种情况下需要做停泵检查。②为了避免密封面干摩擦而损坏密封，在运转过程中，应防止出现抽空现象。③对密封情况进行经常性检查，当泄漏逐渐严重时，需要进行停泵检查。④为了避免因操作不当划伤密封面、损坏密封圈等问题，因此，在更换机械密封时，要注意动环、静环的密封面，以及动环、静环的密封圈。
总之，机械密封作为一种精密部件，对其装配工艺要求比较高。为了确保机械密封长期稳定运行，在机械密封使用过程中，根据实际情况对机械密封泄漏的因素进行分析，按照规范要求对机械密封进行安装和维护，确保机械密封符合离心泵的技术规范和使用要求。
参考文献:
[1]成大先.机械设计手册--与密封[M].北京:化学工业业出版社.2011.
[关键词]干气密封；结构原理；失效原因
中图分类号：TE973 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）22-0304-01
前言
干气密封是由机械密封改造而来的一种新型轴端密封，与传统机械密封相比，干气密封有对机械的磨损小、机械寿命长、消耗能量低、操作简单、不易损坏、被密封气体不易受污染等优势，因此，干气密封被越来越广泛地应用于压缩机领域，但干气密封失效是个非常致命又易出现的问题，它会导致大量气体外泄，极易造成火灾、爆炸和中毒等问题，因此，对干气密封失效原因的分析是个值得探究的问题。
1.干气密封方式
1.1 干气密封基本工作原理
目前绝大多数压缩机都是由干气密封簧、弹簧座和轴衬套等组成，同时配以碳化钨制的封严件的旋转元件，为配合压缩机组成结构，一般干气密封由动环 、静环 、弹簧 、密封圈以及弹簧座等组成，其表面从外圆周到密封面内侧一定距离的内圆周通常刻有流体动压槽图案，主要形式有如螺旋槽、圆弧槽和 T形槽等，一般深2.5～10 μm。其工作原理：工艺气体进入压缩机内侧时大部分都损耗掉了，而进入干气密封凹槽内的小部分气体经过螺旋槽时收到靠近凹槽根部的密封堰节流作用，从而被大幅度的压缩，而被压缩的气体会在干气密封的内侧和外侧凹槽的双重压力之下被压缩成一层极薄的气膜，其厚度1μm到3μm不等，由牛顿第一定律可得，要使气膜厚度稳定在一固定值，气体产生的静压与弹簧的合力和气膜的反力矢量和必须为零为零，即两力大小相等方向相反，稳定的气膜会使一部分气体通过封严件，使封严件的温度稳定在室温，配合环、轴衬套、主环、静止元件、挡盘和销钉可以看作一大部分，这一部分是为了保证在轴没有旋转的情况下压缩机内的气体也不会泄露。
1.2 干气密封的几种形式
干气密封有多种形式，但原理都是同样的，控制系统也只有两种，即差压控制系统和流量控制系统。差压控制系统通过差压控制阀控制密封气体的气压，进而对气流进行控制，使内侧迷宫中吸收大部分气体；流量控制系统通过密封上部的孔板控制密封气的供给流量，一般借助差压控制阀监测两端压力。目前应用最为广泛的干气密封形式是串联式干气密封，这种干气密封方式分为两级操作，第一级以液B烃作为介质，采用机械密封，第二级才是干气密封，一般用纯净的氮气作为密封介质，这种机械密封与干气密封串联应用的干气密封方式根据有无内部迷宫分为不带中间迷宫密封的串联密封结构和带中间迷宫密封的串联密封结构，需要特别注意的是，由于干气密封端面上的螺旋型动压槽只允许单向旋转，所以不论是哪一种串联密封结构，其旋转方向都必须与螺旋槽的旋向一致。不带中间迷宫密封的串联密封结构直接在两个单端面密封前后串联放置形成两级密封，这两级密封不仅承受了密封气与火炬气之间的全部压差，还充当了安全备用密封的角色，操作较简单，成本也较低，但与带中间迷宫密封的串联密封结构相比，其应用范围较为狭窄，因为带中间迷宫密封的串联密封结构在串联结构的两级密封间增添了迷宫密封，保证了迷宫密封出口处连续不断的气流，使之可以应用于多种气体充当密封介质的压缩机。其他干气密封形式还有单端面密封结构和双端面密封结构等。
1.3 干气密封的选用原则
干气密封有多种形式，在实际工作操作中对干气密封形式的选择要考虑密封介质的组分、压力、温度以及压缩机转速等多种因素。其具体原则为：当被输送的工艺气体有有害、有毒、易燃、易爆、不能泄露这些特点之一时，对干气密封方式的密封等级要求较高；考虑工艺气体的温度范围和压力范围；考虑干气密封的工作环境，如果其工作环境周围有易燃易爆介质或易燃易爆物品时对干气密封方式的密封性能要求也很高；压缩机工作时的实际转速对干气密封形式的选取也有很大影响，只有根据压缩机的转速选取最适合的干气密封才能最大限度延长干气密封设备的寿命。例如双端面密封一般会泄露出一定质量的气体，所以只能用于压力较低的压缩机，尤其是各种冷冻压缩机，并且这种密封必须使用氮气，而带中间迷宫的串联密封结构能适用所有场合，但其造价较高，一般可以有其他干气密封替代时不考虑这种结构。
2.干气密封失效原因
2.1 设备的设计和设置不合理
经多次实践证明，干气密封实现设备的设计和参数设置对干气密封效果有很大的影响，设计的不合理很容易导致干气密封失效，这里说的设计不合理是指设备启动和结束时密封气体的连续性不足以及设备的实时监控系统不到位两方面。密封气体的连续性不足主要是因为系统缺乏一项提供辅助能量以使设备顺利启动的气源，而实时监控不到位是指系统缺少一个能实时监测气压和流量的部件，这就会导致压缩机开启时易发生干气密封失效，并且当密封失效时工作人员不能及时发现的情况。为解决这一问题，可以引入辅助气源、设置流量和气压检测表。设置不合理是指设备的参数设置和力的控制不合理，比如阻挡密封通错位置、密封气体的供给压力不符合实际工作要求、压缩机转速过快或过慢等，这些因素都会导致干气密封失效，只有严格按照使用要求和工作流程使用设备，才能减少这些问题发生。
2.2 密封气源质量不合格
干气密封失效的最常见表现是动静环的磨损，而动静环的磨损是密封气源的质量不合格造成的，而影响密封气源质量的原因无外乎前期处理不合格和后期使用不规范。前期处理主要在两个方面，即介质气体的通入和密封气体，当介质气体内部大幅度流动时，不可避免的会和密封环面接触，这就会导致介质气体污染；当密封气体不够洁净干燥时也会导致干气密封失效，一般来说，密封气体中含有大于3μm的颗粒时判为不够干燥。后期使用中出现的问题也包括两方面：轴承油造成的污染和主排放口和二级排放口造成的污染，前者易发生在隔离密封失效时，此时轴承油会先后流入干气密封的二级密封和主密封，造成干气密封失效；顾名思义，主排放口和二级排放口造成的污染发生在排放口，这就会导致气体回流至干气密封，导致干气密封失效。
2.3 控制系统出故障
干气密封的控制系统包括密封气的过滤 、密封气体流量控制、 隔离气体压力控制、转速 、密封性能监控、扭矩的测量控制等，无论其中哪一部分出现问题，都会导致干气密封失效。比如一旦密封性能的监控一旦出现事故，不论是超过其上限还是低于其下限，都会使控制系统突然关闭或是突然打开，进而使工艺气与环面直接接触，导致气源污染。另外，当二级静环不发生浮动时，它很有可能已失去浮动性，这是要及时维修或更换二级静环，否则很快就会出现干气密封失效的路况。
3.结语
作为化工企业的重要设备之一，离心压缩机的安全性必须要有确切的保证，而干气密封是保证压缩机中化学反应气体介质不会泄露的最重要保证，虽然工作原理相同，但干气密封有很多种方式，在实际工作中，要根据实验需要选用最合适的干气密封方式，本文分析了干气密封失效的原因，要实现压缩机安全、可靠的运转，就要根据这些失效原因研究出相应对策，以免再出现干气密封失效事件。
主题词：抛丸机；结构；钢丸
中图分类号：TD611+.2 文献标识码：A
1 概述
1.1 设备功能
表面喷丸强化技术被广泛应用于航空发动机制造领域，喷丸强化工艺有气动和机械等丸粒加速的方式。本文介绍的抛丸机采用机械方式将一定直径的钢丸加速，使钢丸高速打击被强化零件，在零件表面产生塑性变形，达到提高零件疲劳强度的目的。
1.2 设备的技术性能
工作介质：钢丸(φ0.3mm)
打击速度：50m/s
弹丸流量:180kg/min
同时可加工零件数量:8
2 设备的结构及其工作原理
2.1 设备的工作原理
抛丸机通过旋转叶轮将钢丸加速到规定的速度,打击待强化的零件表面，达到规定的强化值。工作过程为：利用压缩空气，通过吸料喷嘴将料斗中的钢丸吸出，经气动传送装置将钢丸输入钢丸分选器，空气和灰尘由通风装置排出，钢丸则进入高速旋转的转子被加速，达到预定打击速度的钢丸从喷向工件完成对零件表面的强化。工件被安装在夹具上缓慢旋转，使工件的各表面均被强化。钢丸打击零件后经仓壁阻挡返回到料斗中，再被吸出重复前述过程，达到工艺规定的强化时间后即完成一批工件的强化工作。
2.2 设备的总体结构
抛丸机由壳体、转子、钢丸输送、钢丸分选、动力、控制等部分组成。壳体安装在底座上，壳体内装有转子。壳体上部装有钢丸分选器、传动部分、钢丸输送装置。控制柜固定在工作台踏板上（见图1）。
2.3 钢丸分选器
钢丸分选器（见图2）用于钢丸的分选。分选器由外筒、内筒及螺旋通道组成。压缩空气和钢丸混合流沿气动传送装置的输送通道进入钢丸分选器，合格钢丸因离心力的作用流向外筒并落到其底部。空气沿内筒进入通风系统，不合格的钢丸被分离出来。分选器底部设有滤网和锥形体，合格的钢丸通过锥形体输送到分选器出丸口。分选器外筒壁上设有观察窗，用于观察分选器中钢丸的状况，清除废丸。
气动传送装置用于把钢弹丸从壳体中输送到螺旋分选器中。其下部为喷嘴(见图3)，上部为输送管路。喷嘴通入压缩空气，产生的负压将钢丸吸入，压缩空气的流速应足以使钢丸被输送到一定高度，以完成钢丸的输送。
2.5 转子
转子由电机带动旋转。转子的壳体上装有叶片，钢丸从转子中心进入叶片并被旋转的叶片加速，在离心力及圆周运动的共同的作用下，钢丸从叶片外部的抛射口被抛出(见图4)。抛射速度V由抛射口旋转线速度V1与离心力作用下钢丸的径向速度V2合成（计算略）。抛射速度根据强化工艺需要调整。
2.6 空心轴
空心轴(见图5)用于带动被加工零件旋转。空心轴由齿轮传递旋转动力，通过齿轮啮合，工作时八个空心轴同时等速旋转。空心轴上部设有端盖，防止钢丸外泄，端盖下部装有夹具，用于装夹零件。空心轴下部设有机械密封及填料密封装置，防止钢丸进入轴承。
结论
经过试用，抛丸机各系统工作稳定可靠，设备技术指标满足工艺需要。用抛丸机强化加工后的零件，疲劳强度大幅提高，达到预期设计效果。
参考文献
[摘要]离心泵是油田放水站常用的注水设备；在油田开发中随着长期运转，泵效率逐渐降低，表现为流量减少，能耗增加、噪音加大、故障频发等现象。本文通过介绍油田放水站离心泵的常见问题和维修方法， 对其故障类型及其产生原因进行了研究，并给出离心泵的日常维护及保养规程，力争达到延长设备使用寿命，提高泵效率，减少维修费用，为现场维修工作提供借鉴的作用。
[关键词] 放水站 离心泵 维护 保养
中图分类号：TH311 文献标识码：A 文章编号：
离心泵泵主要的工作原理是：驱动机通过泵轴带动叶轮旋转产生离心力，在离心力作用下，液体沿叶片流道被甩向叶轮出口，液体经蜗壳收集送入排出口。液体从叶轮获得能量，使压力能和动能均增加，并依靠此能量将液体输送到工作地点。
1 泵体 2 叶轮 3 轴 4 轴套 5 密封环 6 泵盖 7 填料密封 8 悬架部件 9 悬架支架 10 叶轮螺母11 机封轴套 12 机械密封 13 密封垫 14 机封压盖
1离心泵的常见问题及维修方法
离心泵一般容易发生下列故障：
1）泵不能启动或启动负荷大。原因及处理方法如下： （1）原动机或电源不正常。处理方法是检查电源和原动机情况。 （2）泵卡住。处理方法是用手盘动联轴器检查，必要时解体检查，消除动静部分故障。 （3）填料压得太紧。处理方法是放松填料。 （4）排出阀未关。处理方法是关闭排出阀，重新启动。 （5）平衡管不通畅。处理方法是疏通平衡管。
2）泵不排液。因及处理方法如下： （1）灌泵不足（或泵内气体未排完）。处理方法是重新灌泵。 （2）泵转向不对。处理方法是检查旋转方向。 （3）泵转速太低。处理方法是检查转速，提高转速。 （4）滤网堵塞，底阀不灵。处理方法是检查滤网，消除杂物。 （5）吸上高度太高，或吸液槽出现真空。处理方法是减低吸上高度；检查吸液槽压力。
3）泵排液后中断。原因及处理方法如下： （1）吸入管路漏气。处理方法是检查吸入侧管道连接处及填料函密封情况。 （2）灌泵时吸入侧气体未排完。处理方法是要求重新灌泵。 （3）吸入侧突然被异物堵住。处理方法是停泵处理异物。 （4）吸入大量气体。处理方法是检查吸入口有否旋涡，淹没深度是否太浅。
4）运行中功耗大。原因及处理方法如下： （1）叶轮与耐磨环、叶轮与壳有磨檫。处理方法是检查并修理。 （2）液体密度增加。处理方法是检查液体密度。 （3）填料压得太紧或干磨擦。处理方法是放松填料，检查水封管。 （4）轴承损坏。处理方法是检查修理或更换轴承。 （5）转速过高。处理方法是检查驱动机和电源。 （6）泵轴弯曲。处理方法是矫正泵轴。 （7）轴向力平衡装置失败。处理方法是检查平衡孔，回水管是否堵塞。 （8）联轴器对中不良或轴向间隙太小。处理方法是检查对中情况和调整轴向间隙。
5）轴承发热。原因及处理方法如下： （1）轴承瓦块刮研不合要求。处理方法是重新修理轴承瓦块或更换。 （2）轴承间隙过小。处理方法是重新调整轴承间隙或刮研。 （3）油量不足，油质不良。处理方法是增加油量或更换油。 （4）轴承装配不良。处理方法是按要求检查轴承装配情况，消除不合要求因素。 （5）冷却水断路。处理方法是检查、修理。 （6）轴承磨损或松动。处理方法是修理轴承或报废。若松协，复紧有关螺栓。 （7）泵轴弯曲。处理方法是矫正泵轴。 （8）甩油环变形，甩油环不能转动，带不上油。处理方法是更新甩油环。 （9）联轴器对中不良或轴向间隙太小。处理方法是检查对中情况和调整轴向间隙。
6）轴封发热。原因及处理方法如下： （1）填料压得太紧或磨擦。处理方法是放松填料，检查水封管。 （2）水封圈与水封管错位。处理方法是重新检查对准。 （3）冲洗、冷却有良。处理方法是检查冲洗冷却循环管。 （4）机械密封有故障。处理方法是检查机械密封。
7）转子窜动大。原因及处理方法如下： （1）操作不当，运行工况远离泵的设计工况。处理方法：严格操作，使泵始终在设计工况附近运行。 （2）平衡不通畅。处理方法是疏通平衡管。 （3）平衡盘及平衡盘座材质不合要求。处理方法是更换材质符合要求的平衡盘及平衡盘座。
2离心泵的日常维护保养
2.1日常维护
1）定期应检查泵的出口压力、电流、轴承温升及振动情况，按时填写运转记录和设备巡查记录。2）定期应检查冷却水的温度及水量，并做好记录。3）定期应检查油杯内是否充满油，并按设备要求做好油的添加或更换工作。4）停用泵八小时内必须盘车3～5圈，并做好记录。5） 检查设备、工艺管线的静、动密封点有无泄漏现象。6）定期应检查主机运转是否平稳，有无异常声响，各部连接螺栓与地脚螺栓有无松动现象，作好设备日常检查维修记录。7）及时处理发现的各种设备缺陷并做好记录，处理不了的及时报告。8）每班做好设备的清洁工作。
2.2离心泵保养
例行保养主要内容：正常运行的离心泵每 8h 保养一次；每 2h 巡回检查一次泵和电动机运行情况；检查设备用油是否符合要求，有问题及时加注或更换。确保各部位工作正常；检查和调整填料函。盘根泄漏量检查。检查并确保各固定、连接螺栓无松动；检查机组振动运转无异常响声；检查各仪表动作灵敏、准确；处理一般设备渗漏并做好机组清洁卫生工作。
―级保养主要内容：正常运行的离心泵每运转 1000h±8h 保养一次；检查、调整前后盘根及盘根压盖。必要时更换盘根；检查轴承或清洗轴瓦。更换油或机油；检查联轴器减震胶圈是否完好，连接螺栓松紧一致，受力均匀，无松动滑扣；清洗检查机油滤清器并保证清洁畅通，滤网无损坏；检查保养冷却系统，冷却水畅通。各阀门无锈蚀、渗漏；检查校对各种仪表。
二级保养主要内容：正常运行的离心泵每运转 3000h±24h 保养一次；检查端盖螺栓、泵壳拉紧螺栓、底座螺栓及轴承支架螺栓，确保无松动滑扣；测量轴瓦间隙，调整轴承托架；检查联轴器中心允差，径向允差及轴向允差 0.06mm， 间隙 4 mm～6mm，胶圈是否可靠；检查轴串动量，用轴向位移指示器检查转子位移量。总的位移量不大于4mm～6mm，工作位移量是总的位移量的50%减0.5mm，否则调整并消除。检查平衡盘磨损间隙。测量电动机绝缘；测量机组震动情况，转速 1500r/min 以下的泵运行时，振幅不大于 0.09mm，转速 1500r/min；以上的泵运行时，振幅不大于 0.06mm；检查设备的电器接线、接地线等电气系统，确保符合工作及安全要求。
3.几点认识
1）操作人员了解离心泵的工作原理，对判断和维修故障有很大帮助。
【关键词】强制式搅拌机;轴端密封
近年来，单双卧轴强制式混凝土搅机发展很快，已充分体现出它的生产效率高，搅拌质量好的优势，它将逐渐取代双锥形搅拌机，因此该种形式的搅拌机很有发展前途，但砂浆容易顺着搅拌轴侵入轴端密封使密封面产生剧烈磨损，使搅拌轴滚动轴承等零件加速损坏，故本人经过设计JS1000和JS1500双卧轴型后，对轴端密封进行了研究，认为卧轴式混凝土搅拌机能否有好的前景，一个很重要的因素就是要解决好轴端密封问题，彻底解决漏浆问题，而改进和完善轴端密封，一直是工程技术人员最为关心的问题。下面就本人多年来实践经验探讨一下几种轴端密封形式的设计。
1 浮动密封特点
浮动密封属于端面机械密封的一种特殊形式，其结构简单，端面密封压力能自行补偿，砂浆不易浸入，脂油不外泄，密封效果好，适合在低速重载作业条件恶劣处使用。
2 浮动密封的构造
浮动密封是由两个金属浮封环和两个C型密封橡胶圈组成，金属浮封环用合金铸铁或粉末冶金等材料制成，其外形为圆锥体。
3 浮动密封的工作原理
在转动的浮动环与转动之间及固定的浮封环与固定毂之间的锥形体处各放置一个大截面O型密封橡胶圈，当转动毂和固定毂相互压紧后，两个密封圈就产生弹性变形，而被压扁成椭圆形断面，这样，既密封了圆锥体外的空间，又因密封圈所产生的弹性使两个浮封环产生相对的轴向力，使两个磨擦接触端面互相贴得很紧，从而保证了足够的密封作用，而当两个接触的端面磨损后，密封橡胶圈的弹性可起一定的补偿作用，仍然能保证两者端面的互相贴紧，继续保持良好的密封效果。
4 轴端密封
轴端密封是卧轴强制式搅拌机的特殊结构和重要部分，它由搅拌轴支承及轴端密封（包括骨架，油封，轴承，支承座，浮动密封环等组成）它的作用就是：保护轴端处的支承轴承不受砂浆侵蚀，防止轴端处漏浆，以延长轴承、主轴等零件的使用寿命，确保搅拌系统的正常工作，两种结构形式的密封装置如图（7，8）所示：原理是：（1）外油道密封：它是起第一道密封作用，通过手动或机动油泵连续供油输送一定压力的脂，所供之油脂一方面作为相对滑动面的油之用，另一方面供转动零件的间隙形成外油道密封，此处油脂向外缓慢流动，通过环形缝隙C使油少量渗出以抵住砂浆向转动处的缝隙内渗入保护内部零件不受磨损，这就是搅拌轴轴端密封所独有的密封特点。（2）浮动密封：它是第二道密封，当第一道密封受到砂浆的渗入后，浮动密封将起到长期而主要的密封作用。
浮动密封中的两个浮动环相互接触面在一定压力下转动而产生摩擦，为了减少磨损保持良好的密封状态，经手动或机动供油器输送一定压力的脂，使两环相互接触端面有较好的，从而延长了使用寿命，又长期保持良好的密封效果。
5 轴端密封装置的两种结构形式
（1）封闭式结构
其特点是：（A）外形尺寸紧凑（B）外界灰尘不易侵袭（c）不足之处是：若操作者不重视按时向轴端密封注油（指手动加油脂），则易使砂浆对轴承侵蚀，导致轴承和轴损坏。
（2）外置隔离结构
其特点是：（A）安装浮动密封一需专用工具（B）省去止推轴承（C）当浮动密封鹰损而漏浆容易发现（D）当浮动密封座损已出现漏浆，决不会侵袭到支承轴承（E）安装和修理方便（F）不足之处是：外形尺寸稍大一些。
根据以上两种轴端密封结构的特点，可以看出：外置隔离式结构可弥补封闭式结构的不足之处，经实践也证明，外置隔离式结构是优于封闭式结构。但是上述轴端密封，虽然具有一定的可靠性，但结构较复杂，加工工艺繁锁，制造装配困难，砂浆易进入，成本高，为了克服上述缺陷，寻求一种简单可行，安全可靠的轴端密封是十分必要的，因此，我经过调查分析研究先后设计了三种轴端密封结构，第一种如图7所示：它的工作原理是：A，B两孔为油脂的注入，它通过输入油管与手动油泵（图中未显示）相联接经B孔注入的油脂可抵达浮动密封环5的内腔，主要起着作用，以减少浮动密封环端面间的磨损。经A孔注入的油脂经转动壳3的环形缝隙抵达挡浆环2的内端，这些充满缝隙的油脂，不仅可阻挡砂浆向它的内部侵蚀，还可将侵入的砂浆挤出来（因为手动油泵可以0―10MPa的压力推动油脂向前运动）。第2道密封是由O形密封圈4和浮动密封环5等零件所组成，这是最主要的一道密封装置。其原理是：当O形密封圈4被转动壳3和滑动壳6压紧之后，它不仅可以起到密封的作用，而且还具备了加压的功能，使动环和静环的端面产生一定的工作压力，在这个压力的作用下，两端面紧密贴合，形成了可靠的密封。当两端面磨损之后，在这个压力作用下，使动环和静环作轴向移动，因而能够实现自动补尝磨损，使密封很可靠。油封8和油封10分别组成了第3道和第4道密封，当前两道密封磨损之后，这两道密封可阻挡砂浆的渗透，起倒保护滚动轴承11的作用，以免发生更多的砂浆进入轴承内。
在一般情况下，上述浮动密封还是比较可靠的，其维修周期和使用寿命都较长，从用户使用返馈信息表明，轴端漏浆的问题较少。在第一道密封中，起着着封堵砂浆作用的油脂是糊状的，从图7可以看出，由于油脂所处的环形缝隙为开放型，因此在工作时这些油脂会逐渐流失，导致砂浆随之向轴承内渗入，因此，第一道密封并非完全可靠。
从原理上讲，第二道密封是安全可靠的，但是一旦砂浆突破第一道密封之后，第二道密封将处于砂浆包围之中，促使第二道密封急剧的磨损，另外，在第二道密封中，其动环和静环端面间的工作压力，直接关系着密封的效果，压紧力过大，将使端面间磨损加剧，发热，甚至咬死，压紧力过小，密封效果显著降低，甚至漏浆，从图7可以看出，压紧力的大小是受着转动壳3、滑动壳6以及搅拌轴和拌筒体尺寸和装配尺寸的影响，因此对这些零件的加工精度要求较高。除此之外，第三道密封使浮动密封环内腔密闭，这虽然有利于，但也阻挡了砂浆的泄漏，只有在前三道密封均被破坏之后，漏浆孔才有砂浆显示出来，这时整个部件已损坏相当严重了。
图8所示是第二种型式的可自动补偿的轴端密封，动环2靠紧定螺钉固定在搅拌轴上，螺栓6将静环3、橡胶圈1和内压板5联为一体，静环3的端面因受压簧9的压力而与动环2紧密贴合，当动环和静环两端面磨损之后，在压簧9的作用下，静环可走作轴向移动，使两端面始终靠紧。因此砂浆很难从此渗入到轴承内。
工作时动环、静环两端面间的磨擦热被循环搅拌的砂浆冷却，渗入两端面缝隙的液体可起到作用。在轴承座8的下方，设置有较为大的漏浆孔，以便观察磨损情况。当第一道密封损坏之后，作为第二道密封11可以阻挡住砂浆对滚动轴承的侵蚀，使砂浆从漏浆孔卸漏出去。为了延长橡胶圈的使用寿命，故在内压板5的背面安装了2个销4，在销4的下插入轴承 座孔的相应孔中，这样橡胶板只作轴向移动，不能在径向扭转，防止了橡胶的撕裂。
图9所示是第三种型式轴端密封，我公司在不断总结以上两种密封实践经验，改进设计出的，它的特点是用了三道密封防线比图7中密封又多加了一道密封防线，即在密封座前加了两层橡胶密封垫，由于橡胶是具有弹性故它能紧密贴在转动毂之上，使砂浆不能从G点处间隙进入密封座（转动毂）内，密补了砂浆会从两个零件之间装配间隙进入主轴轴承可能性发生，有效防止砂浆无孔不入特点，此种形式轴端密封已在我公司生产的各种强制式搅拌机中应用，经多年产品工业性考核，和收集了用户反馈意见效果都很好，并值得推广应用。
三种轴端密封（图7、图8、图9）结构如下：
6 结论
通过对卧轴式搅拌机轴端密封研究分析可得出以下结论：
（1）三种轴端密封效果、使用寿命和可靠性方面都很好、各有好的特点之处，特别是最后一种轴端密封结构紧凑、工艺简便、制造和安装都较为方便、防砂浆进入效果显著并可降低制造成本，我认为很有一定推广价值。
（2）装浮动密封圈的座腔尺寸和相对位置一要设计合理、这个座腔尺寸是关键性的，它将对浮动密封的可靠性起着很大影响，也是密封处的成功与否的关键之处，在此座腔的尺寸设计自已也探索出一些经验数据。如图9所示：经实际工况实践验证收到了很好效果。总之，轴端密封结构设计有待于大量的试验数据和实际使用经验来确定。
（3）轴端密封处供油系统要求进油口设计应合理，油管长度的布局应尽量短并靠尽进油口，油泵规格不易太小否则不能有较好向密封腔输送一定压力的脂，同时，就达不到对浮环相互接触面有较好的作用，也不能将进入密封腔内的砂浆迅速排除。
以上的理论分析和结论的推出，都是自已多年来依据实践经验和机械摩擦学原理、机械学、机械密封原理等理论知识总结分析得出的，并经过长期工业性考核，收到了很好效果，目前我公司强制式搅拌机都采用以上三种密封形式实践证明效果都很好，以上提出的一些观点和经验设计仅供大家来探讨研究。
参考文献：
[1]东北工学院编.机械基础.冶金工业出版社.
