畢業(yè)設(shè)計(jì)----雜質(zhì)泵軸封設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</b></p><p><b>　　雜質(zhì)泵軸封設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　學(xué) 生： </b></p><p><b>　　學(xué) 號(hào)： </b></p><p>　　專 業(yè)：機(jī)械設(shè)

2、計(jì)制造及其自動(dòng)化</p><p>　　班 級(jí)：機(jī)設(shè)20073班</p><p><b>　　指導(dǎo)教師： </b></p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書</p><p>　　設(shè)計(jì)（論文）題目：雜質(zhì)泵軸封設(shè)計(jì) </p><p>　　系： 機(jī)械 專業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班級(jí)

3、： 機(jī)設(shè)20073班 </p><p>　　一．畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的主要內(nèi)容及基本要求</p><p>　　以100ND泥漿泵為對(duì)象：</p><p>　　基本設(shè)計(jì)參數(shù)：出口直徑D=100mm，流量Q=120 ，揚(yáng)程H=35m，介質(zhì)密度，汽蝕余量。</p><p>　　（1）．畫100ND泥漿泵總裝配圖。</p><p>

4、;　?。?）．分析泵軸封原理，完成軸封設(shè)計(jì)方案。</p><p>　　（3）．完成兩套軸封設(shè)計(jì)，畫裝配圖和零件圖。</p><p>　?。?）．編寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書。</p><p>　　二．指定查閱的主要參考文獻(xiàn)及說(shuō)明</p><p>　　《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》、《離心泵設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》、《《水泵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》、《流體力學(xué)》、《機(jī)械工程材料》、《密封》、《機(jī)

5、械設(shè)計(jì)手冊(cè)》、《過程控制機(jī)械》，《水利設(shè)計(jì)》</p><p><b>　　三．進(jìn)度安排</b></p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告</p><p>　　設(shè)計(jì)（論文）類型：A—理論研究；B—應(yīng)用研究；C—軟件設(shè)計(jì)；D-其它等。</p><p><b>　　摘 要</b></p>

6、<p>　　這次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要是針對(duì)雜質(zhì)泵的軸封要求，分析了雜質(zhì)泵軸封的現(xiàn)狀與發(fā)展，闡明了雜質(zhì)泵軸封的重要性，介紹了雜質(zhì)泵軸封的原理以及分類。并以100ND泥漿泵為例，設(shè)計(jì)了兩套軸封方案，一種是采用填料、副葉輪密封；另一種是采用機(jī)械密封，并對(duì)這兩種方案進(jìn)行了分析比較，說(shuō)明了這兩套方案各自在雜質(zhì)泵軸封中的應(yīng)用。</p><p>　　關(guān)鍵詞： 雜質(zhì)泵；軸封；機(jī)械密封；副葉輪密封</p><

7、;p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　The graduation design is mainly aimed at impurities pump shaft seal requirements, analyzed the impurity of pump shaft seals, expounds the present situation and th

8、e development of the impurities of pump shaft seals, introduces the importance of the principle of impurity of pump shaft seals and classification. And with 100ND mud pump was designed as an example, the two sets of shaf

9、t seal scheme, one kind is to use packing, deputy impeller sealing; Another kind is to use of mechanical seal, and the</p><p>　　Keywords: Impurities pump; Shaft seal; Mechanical seal; Vice impeller sealing

10、</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　摘要….………………………………………………………………………………………Ⅰ</p><p>　　ABSTRACT………………………………………………………………………………….Ⅱ</p><p>　　第一章 緒論……………………………………………………

11、……………………………...1</p><p>　　1.1 雜質(zhì)泵軸封現(xiàn)狀……………………………………………………………………………..1</p><p>　　1.2 填料密封的發(fā)展……………………………………………………………………………..1</p><p>　　1.2.1 填料軸封的現(xiàn)狀………………………………………………………………………..1</p&

12、gt;<p>　　1.2.2 填料的應(yīng)用…………………………………………………………………………….2</p><p>　　1.3 機(jī)械密封的發(fā)展……..............................................................................................................3</p><

13、;p>　　1.3.1 技術(shù)現(xiàn)狀……………………………………………………………………………….4</p><p>　　1.3.2 發(fā)展趨勢(shì)……………………………………………………………………………….6</p><p>　　第二章 泵……………………………………………………………………………………...7</p><p>　　2.1泵的介紹……………………………

14、………………………………………………………..7</p><p>　　2.1.1 泵的分類…………….…………………………………………………………..……7</p><p>　　2.2 泥漿泵的介紹.................................................................................................

15、........................8</p><p>　　2.2.1 泥漿泵注意事項(xiàng)………………………………………………………………………9</p><p>　　2.2.2 泵常見的故障及排除方法……………………………………………………………9</p><p>　　第三章 泵的工作原理……………………………………………………………………….10<

16、/p><p>　　3.1 離心泵的工作原理…............................................................................................................10</p><p>　　3.1.1氣蝕現(xiàn)象以及消除……………………………………………………………………10</p>&

17、lt;p>　　3.1.2 提高離心泵抗氣蝕性能的措施………………………………………………………11</p><p>　　3.2 離心泵的主要部件…………………………………………………………………………12</p><p>　　第四章 泵密封的作用......................................................................

18、......................................14</p><p>　　4.1 密封的定義………………………………………………………………………………..14</p><p>　　4.2 密封的材料………………………………………………………………………………...14</p><p>　　4.3 雜質(zhì)泵軸封的作用………………………………

19、…………………………………………15</p><p>　　第五章 雜質(zhì)泵軸封的原理和分類…………………………………………………………17</p><p>　　5.1 填料密封.............................................................................................................

20、.................17</p><p>　　5.1.1 填料密封的定義……………………………………………………………………...17</p><p>　　5.1.2 填料密封原理…………………………………………………………..……………17</p><p>　　5.1.3 填料密封材料特性…………………………………………………………………………….1

21、7</p><p>　　5.2 填料，副葉輪密封…………………………………………………………………………18</p><p>　　5.2.1 填料的選用………………………………………………………………………….18</p><p>　　5.2.2 副葉輪密封………………………………………………………………………….18</p><p>　　5

22、.3 機(jī)械密封…………………………………………………………………………………..21</p><p>　　5.3.1 機(jī)械密封介紹……………………………………………………………………….21</p><p>　　5.3.2 機(jī)械密封原理………………………………………………………………………21</p><p>　　第六章 雜質(zhì)泵軸封設(shè)計(jì)...............

23、..........................................................................................24</p><p>　　6.1 以100ND雜質(zhì)泵確定一種方案......................................................................................

24、..........24</p><p>　　6.1.1 采用填料，副葉輪密封………………………………………………………………24</p><p>　　6.1.2 填料，副葉輪密封的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)………………………………………………………..24</p><p>　　6.2 確定第二種方案……………………………………………………………………………26</p>

25、<p>　　6.1.2 采用機(jī)械密封……………………………………………………………………….26</p><p>　　6.2.2 機(jī)械密封的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)………………………………………………………………...27</p><p>　　6.3 兩種方案的分析.................................................................

26、..................................................29</p><p>　　6.3.1 副葉輪密封………………………………………………………………………….29</p><p>　　6.3.2 機(jī)械密封…………………………………………………………………………..31</p><p>　　6.3.3機(jī)械密封與填料密封

27、的比較……………………………………………………………32</p><p>　　6.4 設(shè)計(jì)方案的確定...……………………………………………………………………….....33</p><p>　　第七章 總結(jié)……………………………………………………………………………….34</p><p>　　參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………………

28、….35</p><p>　　致謝.........................................................................................................................................36</p><p><b>　　.</b></p>

29、;<p><b>　　第一章 緒 論</b></p><p>　　1.1 雜質(zhì)泵軸封的現(xiàn)狀</p><p>　　如何既保證泥漿泵和溶液泵的軸封性能,又不需要軸封的輔助密封冷卻水以下簡(jiǎn)稱“ 密封水”。在離心泵中, 無(wú)論是清水泵、溶液泵或泥漿泵, 常規(guī)軸封材料基本上可滿足防止軸封的外泄漏􀀁以下簡(jiǎn)稱“ 外漏” 要求, 而軸封的內(nèi)泄漏以下簡(jiǎn)稱

30、“ 內(nèi)漏” 卻往往被人們所忽視。事實(shí)上常規(guī)軸封密封水的內(nèi)漏, 會(huì)嚴(yán)重影響產(chǎn)品的產(chǎn)量、質(zhì)量和能源消耗。如果軸封性能良好, 既能防止外漏, 又可取消密封水以杜絕內(nèi)漏, 則可提高產(chǎn)量和降低水、電、汽及燃料等能量消耗。因此, 研究和改善軸封性能具有重要意義。</p><p>　　近年來(lái)．泵軸密封技術(shù)有很大的進(jìn)展．這主要是在新密封技術(shù)，密封產(chǎn)品和密封系統(tǒng)三個(gè)方面有較大進(jìn)展，具體來(lái)講．在泵軸密封技術(shù)和產(chǎn)品中新概念、新結(jié)構(gòu)、新

31、方法、新技術(shù)、新材料和新工藝不斷地涌現(xiàn)．使密封技術(shù)向廣度發(fā)展，研制出大量的高參數(shù)、高性能和高水平的密封產(chǎn)品，使密封技術(shù)向深度發(fā)展。</p><p>　　1.2 填料密封的發(fā)展</p><p>　　1.2.1 填料軸封的現(xiàn)狀</p><p>　　離心泵中帶用的軸封結(jié)構(gòu)是( 有骨架的橡膠密封、填料密封、機(jī)械密封和浮動(dòng)環(huán)密封)。一般離心泵, 尤其是泥漿泵中最常用的軸封結(jié)構(gòu)

32、采用填料密封,泥漿泵的填料密封結(jié)構(gòu)見圖1-1；</p><p>　　圖1-1 泥漿泵填料密封結(jié)構(gòu)</p><p>　　它依靠填料貼合軸套外圓表面并在殼體中部引入密封水來(lái)改善填料與軸套接觸表面的狀況, 從而實(shí)現(xiàn)密封。它的基本原理是以潤(rùn)滑理論為基礎(chǔ), 根據(jù)壓強(qiáng)分布來(lái)求液膜厚度, 從而判斷其泄漏和摩擦特性。在填料密封中, 由于軸套或軸外徑表面􀀁以下通稱“軸頸” 和填料的接觸處

33、存在著相運(yùn)動(dòng), 二者之間具有一定的間隙, 并以潤(rùn)滑劑密封水或被封液體介質(zhì)使二者相互脫離接觸。這不僅能改善工作條件, 減少功率損失, 提高機(jī)械效率, 而且能延長(zhǎng)軸套和填料的使用壽命。否則, 軸套和填料之間的潤(rùn)滑液膜被擠破, 形成半摩擦甚至干摩擦, 則摩擦系數(shù)將顯著增加。這時(shí), 密封效果雖好, 但摩擦力矩大, 軸套與填料亦易磨損。因此, 對(duì)于填料密封的要求, 是在極小的泄漏或基本不漏情況下, 摩擦阻力盡可能小, 而密封接觸表面間的潤(rùn)滑液膜最

34、好是剛建立而尚未完全形成的狀態(tài), 也就是邊界摩擦和液體摩擦料混合狀態(tài)。</p><p>　　在實(shí)際工作中, 為了保證軸封填料底部的徑向壓緊力大于或等于介質(zhì)的內(nèi)壓力, 必須使填料與軸頸緊密接觸, 但填料經(jīng)運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間后, 將會(huì)產(chǎn)生摩擦和磨損, 尤其是泥漿泵的介質(zhì)中含有大量的固體顆粒, 更易引起軸套與填料的不均勻磨損。對(duì)于液封環(huán)外端的密封填料尚可調(diào)整壓蓋以防止外漏而液封環(huán)內(nèi)端, 雖然也有密封填料，某些泵僅有底襯套,

35、磨損后除解體檢修外, 其磨損的間隙無(wú)法調(diào)整而日益增大, 將導(dǎo)致密封水嚴(yán)重內(nèi)漏。材料的磨損率主要取決于所承受艘負(fù)荷、滑動(dòng)速度、環(huán)境溫度、潤(rùn)滑介質(zhì)、對(duì)摩材料的性能和表面光潔度等。</p><p>　　1.2.2填料的應(yīng)用</p><p>　　為了使填料密封的效果好, 尤其是能防止溶液泵和泥槳泵的內(nèi)漏, 對(duì)填料材料的選擇具有特殊的要求。柔性石墨和編織四氟填料等新型填料基本上熊夠滿足要求, 已經(jīng)開

36、始推廣使用。柔性石墨又名膨脹石墨, 系純石墨的一個(gè)分支, 是把天然石墨中的雜質(zhì)除去, 再以某種液體浸入石墨層間, 用強(qiáng)制手段使其層間間隙擴(kuò)大, 變成質(zhì)地柔軟的柔性石墨, 并以它積層加壓成型為方型截面填料環(huán)見圖1-2；</p><p>　　圖1-2 柔性石墨墊圈</p><p>　　編織四氟填料是以“塑料王” 聚四氟乙烯簡(jiǎn)稱（F 一 4） 的分散法聚合樹脂, 用適量的有機(jī)溶劑, 經(jīng)推壓干燥而

37、成白色帶狀薄膜的F 一4生料帶, 并用多股生料帶穿心編結(jié)而成方型截面的繩狀填料見圖1-3；</p><p>　　圖1-3編結(jié)四氟填料</p><p>　　1.3 機(jī)械密封的發(fā)展 </p><p>　　機(jī)械密封是一種先進(jìn)的動(dòng)密封產(chǎn)品, 它是靠介質(zhì)壓力及彈簧力, 利用一對(duì)光滑平直并存有流體膜的表面達(dá)到密封效果。與填料密封相比, 具有密封效果好, 不磨損轉(zhuǎn)軸,使用壽命長(zhǎng),

38、 消耗功率小等優(yōu)點(diǎn), 因此在動(dòng)密封部位采用得比較多。特別是在一些工作環(huán)境比較惡劣的場(chǎng)合, 如高速、高溫、高壓、低溫、有毒、真空、腐蝕性、易燃易爆等, 一般的密封產(chǎn)品是無(wú)法勝任的。</p><p>　　在國(guó)外, 19 世紀(jì)初就出現(xiàn)了簡(jiǎn)單的機(jī)械密封, 但是真正得到大發(fā)展, 還是最近半個(gè)世紀(jì)的事情, 機(jī)械密封的不同結(jié)構(gòu)、品種、規(guī)格發(fā)展得異常迅速, 很快地在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用。我國(guó)的機(jī)械密封生產(chǎn)開始于20 世紀(jì)60

39、 年代, 最早的是沈陽(yáng)水泵廠及天津機(jī)械密封件廠開始生產(chǎn)泵用機(jī)械密封,主要應(yīng)用在水泵上。隨著國(guó)家工業(yè)的發(fā)展, 尤其近幾年引進(jìn)了大量國(guó)外成套的石油化工裝置及先進(jìn)的工藝裝備, 隨這些裝備帶進(jìn)了大批先進(jìn)的機(jī)械密封產(chǎn)品。備品備件供應(yīng)的逐步國(guó)產(chǎn)化要求, 促進(jìn)了機(jī)械密封技術(shù)的發(fā)展, 國(guó)內(nèi)機(jī)械密封行業(yè)也引進(jìn)了一些國(guó)外的制造技術(shù), 并相繼建立了多家機(jī)械密封合資企業(yè), 這些都使我國(guó)機(jī)械密封產(chǎn)品在設(shè)計(jì)、制造、材料選用、生產(chǎn)規(guī)模都有了很大的進(jìn)步。</p&

40、gt;<p>　　目前機(jī)械密封生產(chǎn)單位相比其他機(jī)械制造企業(yè), 經(jīng)濟(jì)效益普遍較高。除了通用結(jié)構(gòu)機(jī)械密封產(chǎn)品外, 近幾年國(guó)外在高速工況下應(yīng)用的螺旋槽型干式氣體密封, 雖然加工工藝復(fù)雜,但經(jīng)過國(guó)內(nèi)技術(shù)人員的攻關(guān), 現(xiàn)在也開始生產(chǎn), 產(chǎn)品性能水平在逐步提高, 并已應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中去。隨著對(duì)外開放, 機(jī)械密封零部件及輕型機(jī)械密封已開始了批量出口, 一些中型機(jī)械密封隨配套主機(jī)設(shè)備(如反應(yīng)釜、化工泵、砂磨機(jī)等) 也開始出口。</p

41、><p>　　國(guó)內(nèi)主要的機(jī)械密封生產(chǎn)品種, 按使用設(shè)備分有通用水泵用機(jī)械密封、輕型泵用機(jī)械密封、熱油泵用機(jī)械密封、耐酸泵用機(jī)械密封、堿泵用機(jī)械密封、熱水泵用機(jī)械密封、內(nèi)燃機(jī)用冷卻水泵機(jī)械密封、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水泵機(jī)械密封、尿素泵用機(jī)械密封、搪玻璃泵用機(jī)械密封、氯氣泵用機(jī)械密封、鋼制反應(yīng)釜用機(jī)械密封、搪玻璃反應(yīng)釜用機(jī)械密封、砂磨機(jī)用機(jī)械密封、壓縮機(jī)用機(jī)械密封、蒸氣旋轉(zhuǎn)接頭機(jī)械密封、船用機(jī)械密封、工程機(jī)械用刃型機(jī)械密封等。

42、從機(jī)械密封的結(jié)構(gòu)來(lái)講, 包括了單端面機(jī)械密封、雙端面機(jī)械密封, 徑向雙端面機(jī)械密封、彈簧型機(jī)械密封、焊接金屬波紋管型機(jī)械密封、液壓波紋管型機(jī)械密封、聚四氟乙烯波紋管型機(jī)械密封、橡膠波紋管型機(jī)械密封、干性氣體密封等。從使用企業(yè)而言, 石油化工企業(yè)應(yīng)用較多,絕大多數(shù)物料泵采用了機(jī)械密封; 食品、醫(yī)藥、染料、輕工、釀造企業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備也都采用了機(jī)械密封。冷油泵的使用壽命可達(dá)2 年, 化工物料泵一般在1 年左右。</p><p

43、>　　1.3.1　技術(shù)現(xiàn)狀</p><p>　　機(jī)械密封雖然看起來(lái)就幾個(gè)簡(jiǎn)單的機(jī)械零件, 比起一臺(tái)主機(jī)設(shè)備, 如壓縮機(jī), 簡(jiǎn)單的多, 但在主機(jī)設(shè)備上的作用卻是很重要的, 如果密封不好, 主機(jī)就無(wú)法工作而達(dá)到性能指標(biāo)。在石油化工生產(chǎn)裝置中, 如果動(dòng)密封不好, 嚴(yán)重的還將引起重大事故。機(jī)械密封技術(shù)的研究與發(fā)展是與流體力學(xué)、材料、機(jī)械工程等多學(xué)科相關(guān)的, 這些學(xué)科的技術(shù)水平也必將推動(dòng)機(jī)械密封技術(shù)水平的發(fā)展。由骨干

44、企業(yè)、科研院所、院校為核心的技術(shù)研究開發(fā)體系在我國(guó)已基本形式, 并成立了相應(yīng)的技術(shù)專業(yè)委員會(huì), 定期開展技術(shù)交流, 制定修訂機(jī)械密封技術(shù)標(biāo)準(zhǔn), 這也加快了國(guó)產(chǎn)化工作, 開發(fā)了一些新工藝、新材料。</p><p>　　我國(guó)的機(jī)械密封技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)主要是產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn), 由機(jī)械工業(yè)機(jī)械密封標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(原機(jī)械工業(yè)部和中國(guó)機(jī)械工業(yè)協(xié)會(huì)歸口) 及化工專用密封標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(原石化部和中國(guó)石化工業(yè)協(xié)會(huì)歸口) 負(fù)責(zé)組織制定修訂工作

45、,秘書處分別設(shè)在合肥通用機(jī)械研究所和北京化工大學(xué)。截止目前共有70 項(xiàng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。這些技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)比較全面的規(guī)定了機(jī)械密封的設(shè)計(jì)、制造、檢查、包裝、安裝、使用等方面的要求內(nèi)容, 同國(guó)外機(jī)械密封標(biāo)準(zhǔn)相比內(nèi)容較詳細(xì)具體,對(duì)使用及制造部門, 尤其是初次接觸機(jī)械密封的人員有指導(dǎo)作用。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化及國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局有關(guān)規(guī)定, 隨著技術(shù)進(jìn)步, 這些標(biāo)準(zhǔn)還將進(jìn)一步修訂。隨著知識(shí)產(chǎn)權(quán)概念逐步深入人心, 對(duì)申報(bào)專利技術(shù)也開始引起人們的關(guān)注。機(jī)械密封技術(shù)水平近幾

46、年隨著生產(chǎn)的發(fā)展有了很大提高, 但是與國(guó)外相比還是存在一定差距, 主要表現(xiàn)在以下幾方面:</p><p>　　(1) 基礎(chǔ)研究工作薄弱。由于經(jīng)費(fèi)有限, 國(guó)內(nèi)在機(jī)械密封的理論研究方面很薄弱, 僅在有限的幾所大學(xué)(如北京石油大學(xué)、北京化工大學(xué)、華東理工大學(xué)等) 開展了研究課題, 培養(yǎng)碩士、博士研究生, 進(jìn)行專題研究。相比國(guó)外機(jī)械密封制造企業(yè)撥出專項(xiàng)資金、設(shè)立研究所或與大學(xué)長(zhǎng)年合作的方式, 不斷就新工藝、新材料、新結(jié)構(gòu)

47、進(jìn)行研究。另外, 我國(guó)機(jī)械密封技術(shù)人員參加國(guó)際上的流體密封學(xué)術(shù)會(huì)議人員少、論文少、申報(bào)機(jī)械密封專利數(shù)量與國(guó)外相比也少, 超前開發(fā)意識(shí)薄弱。</p><p>　?。?）機(jī)械密封制造企業(yè)加工裝備落后。機(jī)械密封的制造工藝大部分是機(jī)械加工, 國(guó)外機(jī)械密封制造企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模大、品種多, 主要采用機(jī)加中心及數(shù)控車床進(jìn)行加工。即便使用普通車床, 也采用了先進(jìn)的工卡裝備, 如六爪卡盤、液壓裝卡工裝等; 雖然公差范圍較寬, 但公差控

48、制卻很嚴(yán)格, 從而保證了零部件批量加工精度。而國(guó)內(nèi)絕大部分是通用的普通車床, 完全由手工操作, 人工控制加工精度, 很難達(dá)到批量穩(wěn)定的加工精度要求。機(jī)械密封的專用加工設(shè)備、專用檢測(cè)設(shè)備, 國(guó)內(nèi)各企業(yè)普遍存在精度差、性能低的問題, 如橡膠波紋管機(jī)械密封專用加工設(shè)備國(guó)內(nèi)還沒有。內(nèi)孔測(cè)量問題, 國(guó)內(nèi)通常多用杠桿千分表, 而國(guó)外卻采用了三點(diǎn)式千分表、圓度測(cè)量?jī)x, 表面粗糙度普遍采用接觸式測(cè)量?jī)x等, 而國(guó)內(nèi)很少采用, 這就很難保證機(jī)械密封的整體質(zhì)

49、量。</p><p>　　（3）機(jī)械密封用材料性能差距大。機(jī)械密封用材料主要指摩擦副材料、輔助密封圈材料, 還有焊接金屬波紋管波片材料等。隨著對(duì)外商務(wù)接觸及技術(shù)交流, 國(guó)內(nèi)不少企業(yè)直接或間接將產(chǎn)品送到國(guó)外機(jī)械密封公司進(jìn)行材料檢測(cè),包括了硬質(zhì)合金、石墨、碳化硅、氧化鋁、錐形密封用熱壓鑄鋼等。從檢測(cè)報(bào)告看, 普遍存在性能不穩(wěn)定, 與國(guó)外差距大, 品種規(guī)格少, 國(guó)外同一種材料有多種牌號(hào)。如汽車?yán)鋮s水泵密封用摩擦副材料,

50、 國(guó)外根據(jù)不同地區(qū)使用的汽車?yán)鋮s水情況不同、軟水劑不同、汽車型號(hào)不同等選擇不同的摩擦副牌號(hào)及組對(duì)。有些材料如凱爾全氟橡膠, 我們國(guó)家還不能批量生產(chǎn), 有些材料雖研究出來(lái)了, 雖批量生產(chǎn), 但性能不穩(wěn)定。目前出口的密封件大部分僅能在非關(guān)鍵、普通工況下使用的密封為主。</p><p>　?。?）企業(yè)管理落后。機(jī)械密封制造單位, 在市場(chǎng)機(jī)制下, 大部分已轉(zhuǎn)為民營(yíng)或股份制企業(yè), 在當(dāng)今信息化高速發(fā)展的時(shí)代, 如何運(yùn)用科技

51、手段, 進(jìn)行企業(yè)管理是十分重要的。國(guó)內(nèi)機(jī)械密封的企業(yè)不少領(lǐng)導(dǎo)已認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn),合理引進(jìn)人才, 健全管理制度,開展ISO9000 質(zhì)量認(rèn)證等,取得了較好的進(jìn)展;加強(qiáng)科技投入, 開發(fā)新產(chǎn)品, 更新設(shè)備,提高裝備水平,嚴(yán)格材料采購(gòu), 把好入庫(kù)驗(yàn)收和出廠檢查,嚴(yán)格執(zhí)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),不斷改進(jìn)工藝,積極開拓市場(chǎng),已扭轉(zhuǎn)了作坊手工模式,正向規(guī)模生產(chǎn)方向發(fā)展。</p><p>　　1.3.2 發(fā)展趨勢(shì)</p><p

52、>　　機(jī)械密封自20 世紀(jì)初第一項(xiàng)專利開始至今發(fā)展已100多年了, 作為一個(gè)密封產(chǎn)品, 從簡(jiǎn)單到復(fù)雜, 并逐步完善實(shí)用, 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展, 這種密封產(chǎn)品還將進(jìn)一步發(fā)展, 現(xiàn)階段還不存在用什么產(chǎn)品代替它的問題, 其發(fā)展空間仍然很大。需要設(shè)計(jì)、制造、使用等方面的技術(shù)人員共同努力, 來(lái)推動(dòng)機(jī)械密封技術(shù)水平的進(jìn)一步發(fā)展。</p><p>　　(1) 機(jī)械密封的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒏訑U(kuò)大。目前從宇航、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、電

53、子、國(guó)防等各領(lǐng)域都采用了這種產(chǎn)品, 隨著機(jī)械密封技術(shù)水平提高, 密封的可靠性及使用壽命也將進(jìn)一步提高。</p><p>　　(2) 更多的采用新材料。隨著工業(yè)技術(shù)發(fā)展的要求,對(duì)機(jī)械密封提出了更高的要求, 這就促進(jìn)了材料科學(xué)的發(fā)展, 目前在機(jī)械密封產(chǎn)品中使用的材料將進(jìn)一步發(fā)展, 如有自潤(rùn)滑性硬質(zhì)合金、高性能工程陶瓷、高性能密封圈材料等。</p><p>　　(3) 機(jī)械密封結(jié)構(gòu)多樣化。機(jī)械密

54、封產(chǎn)品在配裝的設(shè)備中, 僅是一個(gè)很小的部件, 為了便于安裝使用, 標(biāo)準(zhǔn)化的卡式(或集裝式) 結(jié)構(gòu)大大方便了用戶要求, 隨著設(shè)備小型化及性能的提高, 機(jī)械密封某些零部件將與設(shè)備中某零部件融合在一起, 為了改善密封性能各種形式的多端面密封將成為密封主導(dǎo)產(chǎn)品等。總之, 機(jī)械密封技術(shù)是一個(gè)正在發(fā)展中的技術(shù), 隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展, 一定會(huì)有更新的產(chǎn)品提供給廣大使用單位。 </p><p><b>　　第二章 泵的

55、介紹</b></p><p><b>　　2.1 泵的介紹</b></p><p>　　泵是把機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液體的能量，用來(lái)增壓輸送液體的機(jī)械。主要輸送液體包括水、油、酸堿液、乳化液、懸乳液和液態(tài)金屬等，也可輸送液體、氣體混合物以及含懸浮固體物的液體。</p><p>　　泵是國(guó)民經(jīng)濟(jì)中應(yīng)用最廣泛、最普遍的通用機(jī)械，除了水利、電力、

56、農(nóng)業(yè)和礦山等大量采用外，尤以石油化工生產(chǎn)用量最多。而且由于化工生產(chǎn)中原料、半成品和最終產(chǎn)品中很多是具有不同物質(zhì)的液體，如腐蝕性、固液兩相流、高溫或低溫等，要求有大量的具有一定特點(diǎn)的化工用泵來(lái)滿足工藝上的要求。</p><p>　　2.1.1 泵的分類</p><p><b>　　單級(jí)</b></p><p><b>　　離心泵<

57、;/b></p><p><b>　　多級(jí)</b></p><p><b>　　單級(jí) </b></p><p><b>　　固定葉片 </b></p><p><b>　　多級(jí)</b></p><p><b>　　軸

58、流泵</b></p><p>　　葉片式泵 </p><p><b>　　可動(dòng)葉片</b></p><p><b>　　混流泵</b></p><p><b>　　旋渦泵</b></p><p><

59、b>　　旋流泵 </b></p><p><b>　　活塞式</b></p><p>　　往復(fù)式泵 柱塞式</p><p><b>　　隔膜式 </b></p><p><b>　　外嚙合齒輪</b></p><p>　　泵

60、 容積式泵 齒輪泵</p><p><b>　　內(nèi)嚙合齒輪</b></p><p><b>　　單螺桿</b></p><p>　　回轉(zhuǎn)式泵 螺桿泵 雙螺桿</p><p><b>　　三螺桿</b></p><

61、p><b>　　滑片泵</b></p><p><b>　　射流泵</b></p><p>　　其他類型泵 水錘泵</p><p><b>　　氣泡泵</b></p><p>　　泵是企業(yè)不可缺少的重要設(shè)備之一，受工作條件影響，經(jīng)常出現(xiàn)腐蝕、氣蝕、沖刷、磨損等現(xiàn)

62、象，導(dǎo)致設(shè)備失效。企業(yè)只能投入大量的資金購(gòu)入新泵，而報(bào)費(fèi)大量的部件，造成資金的大量浪費(fèi)。 國(guó)內(nèi)的泵的設(shè)計(jì)和制造基本上還是遵守“金屬”思想，即采用不銹鋼、碳鋼材料作為主要的泵體材料，面對(duì)高腐蝕、強(qiáng)沖刷的環(huán)境，就需要高鎳合金，甚至采用鈦、鋯、鉭等優(yōu)良的耐腐蝕材料，這些稀有金屬材料價(jià)格昂貴且價(jià)格浮動(dòng)大，并且制造成本高和制造工藝復(fù)雜等原因造成此類泵的價(jià)格昂貴，一般幾萬(wàn)到幾百萬(wàn)不等，也就造成了此類泵的采購(gòu)成本高。伴隨著國(guó)際先進(jìn)泵體研究的發(fā)展和新材

63、質(zhì)泵體的應(yīng)用，國(guó)內(nèi)科研機(jī)構(gòu)借鑒西方發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)泵體研究的發(fā)展思路，國(guó)內(nèi)少數(shù)企業(yè)機(jī)構(gòu)開始研制無(wú)機(jī)非金屬材料如陶瓷、玻璃鋼、石墨和碳素制品以及合成有機(jī)高分子材料如塑料、玻璃纖維或碳纖維增強(qiáng)的工程塑料等。這些國(guó)內(nèi)的泵類的發(fā)展趨勢(shì)迎合了國(guó)際趨勢(shì)，并且很快在國(guó)內(nèi)取得了良好的使用效果。</p><p>　　2.2 泥漿泵的介紹</p><p>　　泥漿泵也是一種寬泛的泵的一個(gè)通俗概念，屬于離心泵的一種

64、。不同的地域，習(xí)慣，最終涉及的泵型不會(huì)一樣。</p><p>　　在常用的正循環(huán)鉆探中﹐它是將地表沖洗介質(zhì)──清水﹑泥漿或聚合物沖洗液在一定的壓力下﹐經(jīng)過高壓軟管﹑水龍頭及鉆桿柱中心孔直送鉆頭的底端，以達(dá)到冷卻鉆頭﹑將切削下來(lái)的巖屑清除并輸送到地表的目的。常用的泥漿泵是活塞式或柱塞式的﹐由動(dòng)力機(jī)帶動(dòng)泵的曲軸回轉(zhuǎn)﹐曲軸通過十字頭再帶動(dòng)活塞或柱塞在泵缸中做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。在吸入和排出閥的交替作用下﹐實(shí)現(xiàn)壓送與循環(huán)沖洗液的目

65、的。 </p><p>　　泥漿泵分單作用及雙作用兩種形式﹐單作用式在活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)的一個(gè)循環(huán)中僅完成一次吸排水動(dòng)作。而雙作用式每往復(fù)一次完成兩次吸排水動(dòng)作。若按泵的缸數(shù)分類﹐有單缸﹑雙缸、三缸、五缸等種型式。</p><p>　　泥漿泵性能的兩個(gè)主要參數(shù)為排量和壓力。排量以每分鐘排出若干升計(jì)算﹐它與鉆孔直徑及所要求的沖洗液自孔底上返速度有關(guān)﹐即孔徑越大﹐所需排量越大。要求沖洗液的上返速度能

66、夠把鉆頭切削下來(lái)的巖屑﹑巖粉及時(shí)沖離孔底﹐并可靠地?cái)y帶到地表。地質(zhì)巖心鉆探時(shí)﹐一般上返速度在0.4～1.0米/分左右。泵的壓力大小取決于鉆孔的深淺﹐沖洗液所經(jīng)過的通道的阻力以及所輸送沖洗液的性質(zhì)等。鉆孔越深﹐管路阻力越大﹐需要的壓力越高。隨著鉆孔直徑﹑深度的變化﹐要求泵的排量也能隨時(shí)加以調(diào)節(jié)。在泵的機(jī)構(gòu)中設(shè)有變速箱或以液壓馬達(dá)調(diào)節(jié)其速度﹐以達(dá)到改變排量的目的。為了準(zhǔn)確掌握泵的壓力和排量的變化﹐泥漿泵上要安裝流量計(jì)和壓力表﹐隨時(shí)使鉆探人員

67、了解泵的運(yùn)轉(zhuǎn)情況﹐同時(shí)通過壓力變化判別孔內(nèi)狀況是否正常以預(yù)防發(fā)生孔內(nèi)事故。 </p><p>　　2.2.1 泥漿泵注意事項(xiàng)</p><p>　　泥漿泵的缸套、缸頂套、缸蓋、拉桿、活塞、活塞壓板、皮碗、活塞座、活塞桿、柱塞桿、進(jìn)排水閥、進(jìn)排水閥閥座、十字頭、十字頭滑套、十字頭銷軸、曲軸、連桿、連桿上下瓦、連桿銅套、連桿螺釘及母、冠型螺母、骨架油封、O型密封圈及相配套的齒輪、軸等容易出質(zhì)量

68、問題，在購(gòu)買和使用中應(yīng)當(dāng)注意。 </p><p>　　2.2.2 泵常見故障及排除方法 </p><p><b>　　(1) 水泵振動(dòng) </b></p><p>　　原因：泵軸與柴油機(jī)(或電機(jī))不同心、葉輪不平衡、軸承損壞 </p><p>　　解決方法：調(diào)節(jié)同心度、葉輪作平衡測(cè)試、更換軸承 </p>&

69、lt;p><b>　　(2) 泵上水慢 </b></p><p>　　原因：前襯板與葉輪間隙大、出水管道不能封住空氣、排空滿 </p><p>　　解決方法：調(diào)節(jié)間隙、調(diào)節(jié)出水管道、安裝抽真空裝置 </p><p><b>　　(3) 泵不吸水 </b></p><p>　　原因：灌注引水不夠

70、、泵內(nèi)空氣無(wú)法排出、吸水管漏氣、前襯板與葉輪間隙大 </p><p>　　解決方法：繼續(xù)灌注引水、檢查管路是否漏氣、調(diào)節(jié)葉輪與前襯板間隙 </p><p>　　(4) 出水壓力小、流量小 </p><p>　　原因：泵內(nèi)有空氣、葉輪與前襯板間隙大、離合器閉合不緊、葉輪或襯板磨損</p><p>　　解決方法：排空泵內(nèi)氣體、調(diào)節(jié)間隙調(diào)節(jié)離合器摩

71、擦片間隙、更換葉輪或襯板 </p><p><b>　　(5) 泵磨損快 </b></p><p>　　原因：施工環(huán)境(顆粒大)差、輸送距離遠(yuǎn)、進(jìn)水管路長(zhǎng) </p><p>　　解決方法：更換沙場(chǎng)、添加加力機(jī)組、縮短進(jìn)水管長(zhǎng)度減小汽蝕 </p><p>　　(6) 葉輪軸頸磨損快 </p><p>

72、;　　原因：高壓水泵揚(yáng)程低、盤根錯(cuò)位、泵軸與后蓋不同心</p><p>　　解決方法：更換高于泥漿泵揚(yáng)程的高壓泵、更換盤根、調(diào)節(jié)同心度 </p><p>　　第三章 泵的工作原理</p><p>　　3.1 離心泵的工作原理</p><p>　　離心泵的工作原理，如圖3-1所示，葉輪安裝在泵殼2內(nèi)，并緊固在泵軸3上，泵軸由電機(jī)直接帶動(dòng)。泵殼

73、中央有一液體吸入4與吸入管5連接。液體經(jīng)底閥6和吸入管進(jìn)入泵內(nèi)。泵殼上的液體排出口8與排出管9連接。 在泵啟動(dòng)前，泵殼內(nèi)灌滿被輸送的液體；啟動(dòng)后，啟動(dòng)后，葉輪由軸帶動(dòng)高速轉(zhuǎn)動(dòng)，葉片間的液體也必須隨著轉(zhuǎn)動(dòng)。在離心力的作用下，液體從葉輪中心被拋向外緣并獲得能量，以高速離開葉輪外緣進(jìn)入蝸形泵殼。在蝸殼中，液體由于流道的逐漸擴(kuò)大而減速，又將部分動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能，最后以較高的壓力流入排出管道，送至需要場(chǎng)所。液體由葉輪中心流向外緣時(shí)，在葉輪中心形成

74、了一定的真空，由于貯槽液面上方的壓力大于泵入口處的壓力，液體便被連續(xù)壓入葉輪中?？梢?，只要葉輪不斷地轉(zhuǎn)動(dòng)，液體便會(huì)不斷地被吸入和排出。 </p><p>　　葉輪 2、泵殼 3、泵軸 4、吸入口 5、吸入管 6、單項(xiàng)底閥</p><p>　　7、濾網(wǎng) 8、排出口 9、排出管、 10、調(diào)節(jié)閥</p><p>　　圖3-1 離心泵裝置簡(jiǎn)圖</p

75、><p>　　3.1.1 氣蝕現(xiàn)象以及消除 </p><p>　　3.1.1.1 離心泵氣蝕現(xiàn)象</p><p>　　離心泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，液體壓力沿著泵入口到葉輪入口而下降，在葉片入口附近的K點(diǎn)上，液體壓力PK最低。此后由于葉輪對(duì)液體作功，液體壓力很快上升。當(dāng)葉輪葉片入口附近的壓力PK小于液體輸送溫度下的飽和蒸汽壓力PV時(shí)，液體就汽化。同時(shí)，使溶解在液體內(nèi)的氣體逸出。它們形

76、成許多汽泡。當(dāng)汽泡隨液體流到葉道內(nèi)壓力較高處時(shí)，外面的液體壓力高于汽泡內(nèi)的汽化壓力，則汽泡又重新凝結(jié)潰滅形成空穴，瞬間內(nèi)周圍的液體以極高的速度向空穴沖來(lái)，造成液體互相撞擊，使局部的壓力驟然增加(有的可達(dá)數(shù)百個(gè)大氣壓)。這樣，不僅阻礙液體正常流動(dòng)，尤為嚴(yán)重的是，如果這些汽泡在葉輪壁面附近潰滅，則液體就像無(wú)數(shù)個(gè)小彈頭一樣，連續(xù)地打擊金屬表面。其撞擊頻率很高(有的可達(dá)2000～3000Hz)，于是金屬表面因沖擊疲勞而剝裂。如若汽泡內(nèi)夾雜某種活

77、性氣體(如氧氣等)，它們借助汽泡凝結(jié)時(shí)放出的熱量(局部溫度可達(dá)200～300℃)，還會(huì)形成熱電偶，產(chǎn)生電解，形成電化學(xué)腐蝕作用，更加速了金屬剝蝕的破壞速度。上述這種液體汽化、凝結(jié)、沖擊、形成高壓、高溫、高頻沖擊負(fù)荷，造成金屬材料的機(jī)械剝裂與電化學(xué)腐蝕破壞的綜合現(xiàn)象稱為氣蝕。</p><p>　　3.1.1.2 離心泵最易發(fā)生氣蝕的部位</p><p>　　a.葉輪曲率最大的前蓋板處，靠近

78、葉片進(jìn)口邊緣的低壓側(cè)；</p><p>　　b.壓出室中蝸殼隔舌和導(dǎo)葉的靠近進(jìn)口邊緣低壓側(cè)；</p><p>　　c.無(wú)前蓋板的高比轉(zhuǎn)數(shù)葉輪的葉梢外圓與殼體之間的密封間隙以及葉梢的低壓側(cè)；</p><p>　　d.多級(jí)泵中第一級(jí)葉輪。</p><p>　　3．1.2 提高離心泵抗氣蝕性能的措施</p><p>　　a

79、. 提高離心泵本身抗氣蝕性能的措施：</p><p>　　(1)改進(jìn)泵的吸入口至葉輪附近的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。增大過流面積；增大葉輪蓋板進(jìn)口段的曲率半徑，減小液流急劇加速與降壓；適當(dāng)減少葉片進(jìn)口的厚度，并將葉片進(jìn)口修圓，使其接近流線形，也可以減少繞流葉片頭部的加速與降壓；提高葉輪和葉片進(jìn)口部分表面光潔度以減小阻力損失；將葉片進(jìn)口邊向葉輪進(jìn)口延伸，使液流提前接受作功，提高壓力。</p><p>　　(

80、2)采用前置誘導(dǎo)輪，使液流在前置誘導(dǎo)輪中提前作功，以提高液流壓力。</p><p>　　(3)采用雙吸葉輪，讓液流從葉輪兩側(cè)同時(shí)進(jìn)入葉輪，則進(jìn)口截面增加一倍，進(jìn)口流速可減少一倍。</p><p>　　(4)設(shè)計(jì)工況采用稍大的正沖角，以增大葉片進(jìn)口角，減小葉片進(jìn)口處的彎曲，減小葉片阻塞，以增大進(jìn)口面積；改善大流量下的工作條件，以減少流動(dòng)損失。但正沖角不宜過大，否則影響效率。</p>

81、;<p>　　(5)采用抗氣蝕的材料。實(shí)踐表明，材料的強(qiáng)度、硬度、韌性越高，化學(xué)穩(wěn)定性越好，抗氣蝕的性能越強(qiáng)。</p><p>　　b. 提高進(jìn)液裝置有效氣蝕余量的措施：</p><p>　　(1)增加泵前貯液罐中液面的壓力，以提高有效氣蝕余量。</p><p>　　(2)減小吸上裝置泵的安裝高度。</p><p>　　(3)將

82、上吸裝置改為倒灌裝置。</p><p>　　(4)減小泵前管路上的流動(dòng)損失。如在要求范圍盡量縮短管路，減小管路中的流速，減少?gòu)澒芎烷y門，盡量加大閥門開度等。</p><p>　　以上措施可根據(jù)泵的選型、選材和泵的使用現(xiàn)場(chǎng)等條件，進(jìn)行綜合分析，適當(dāng)加以應(yīng)用。</p><p>　　3.2 離心泵的主要部件 </p><p>　　主要部件有葉輪、泵

83、殼和軸封裝置。 </p><p><b>　　葉輪：</b></p><p>　　葉輪的作用是將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能直接傳給液體，以增加液體的靜壓能和動(dòng)能(主要增加靜壓能)。 葉輪一般有6-12片后彎葉片。葉輪有開式、半閉式和閉式三種，如圖3-2所示。 </p><p>　　開式葉輪在葉片兩側(cè)無(wú)蓋板，制造簡(jiǎn)單、清洗方便，適用于輸送含有較大量懸浮物的物

84、料，效率較低，輸送的液體壓力不高；半閉式葉輪在吸入口一側(cè)無(wú)蓋板，而在另一側(cè)有蓋板，適用于輸送易沉淀或含有顆粒的物料，效率也較低；閉式葉輪在葉輪在葉片兩側(cè)有前后蓋板，效率高，適用于輸送不含雜質(zhì)的清潔液體。一般的離心泵葉輪多為此類。 </p><p>　　葉輪有單吸和雙吸兩種吸液方式。 </p><p><b>　　泵殼： </b></p><p>

85、;　　作用是將葉輪封閉在一定的空間，以便由葉輪的作用吸入和壓出液體。泵殼多做成蝸殼形，故又稱蝸殼。由于流道截面積逐漸擴(kuò)大，故從葉輪四周甩出的高速液體逐漸降低流速，使部分動(dòng)能有效地轉(zhuǎn)換為靜壓能。泵殼不僅匯集由葉輪甩出的液體，同時(shí)又是一個(gè)能量轉(zhuǎn)換裝置。</p><p><b>　　軸封裝置： </b></p><p>　　作用是防止泵殼內(nèi)液體沿軸漏出或外界空氣漏入泵殼內(nèi)。

86、常用軸封裝置有填料密封和機(jī)械密封兩種。填料一般用浸油或涂有石墨的石棉繩。機(jī)械密封主要的是靠裝在軸上的動(dòng)環(huán)與固定在泵殼上的靜環(huán)之間端面作相對(duì)運(yùn)動(dòng)而達(dá)到密封的目的。</p><p>　　A 閉 式 B 半 閉 式 C 開 式</p><p>　　圖3-2 離心泵的葉輪</p><p>　　第四章 泵密封的作用</p>

87、<p><b>　　4.1 密封的定義</b></p><p>　　密封是防止流體或固體微粒從相鄰結(jié)合面間泄漏以及防止外界雜質(zhì)如灰塵與水分等侵入機(jī)器設(shè)備內(nèi)部的零部件或措施。 </p><p>　　密封可分為靜密封和動(dòng)密封兩大類。靜密封主要有墊密封、密封膠密封和直接接觸密封三大類。根據(jù)工作壓力，靜密封又可分為中低壓靜密封和高壓靜密封。中低壓靜密封常用材質(zhì)較

88、軟寬度較寬的墊密封，高壓靜密封則用材質(zhì)較硬接觸寬度很窄的金屬墊片。動(dòng)密封可以分為旋轉(zhuǎn)密封和往復(fù)密封兩種基本類型。按密封件與其作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的零部件是否接觸，可分為接觸式密封和非接觸式密封；按密封件和接觸位置又可分為圓周密封和端面密封，端面密封又稱為機(jī)械密封。動(dòng)密封中的離心密封和螺旋密封，是借助機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)給介子以動(dòng)力得到密封，故有時(shí)稱為動(dòng)力密封。</p><p>　　對(duì)密封的基本要求是密封性好、安全可靠、壽命長(zhǎng)，燕應(yīng)力

89、求結(jié)構(gòu)緊湊，系統(tǒng)簡(jiǎn)單，制造維修方便，成本低廉，大多數(shù)密封件易損件，應(yīng)保證互換性，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化。</p><p><b>　　密封材料</b></p><p>　　密封材料應(yīng)滿足密封功能的要求。由于被密封的介質(zhì)不同，以及設(shè)備的工作條件不同，要求密封材料具有不同的適用性。對(duì)密封材料的要求是：</p><p>　　1.材料致密性好，不易泄漏介質(zhì)

90、；</p><p>　　2.有適當(dāng)?shù)臋C(jī)械強(qiáng)度和硬度；</p><p>　　3.壓縮性和回彈性好，永久性變形小；</p><p>　　4.高溫下不軟化、不分解，低溫下不硬化、不脆裂；</p><p>　　5.抗腐蝕性能好，在酸、堿、油等介質(zhì)中能長(zhǎng)期工作，其體積一硬度變化小，且不粘附在金屬表面上；</p><p>　　6.

91、摩擦系數(shù)小，耐磨性好；</p><p>　　7.具有與密封面貼全的柔軟性；</p><p>　　8.耐老化性好，經(jīng)久耐用；</p><p>　　9.加工制造方便，價(jià)格便宜，取材容易。</p><p>　　顯然，任何一種材料要完全滿足上述要求是不可能的，但具有優(yōu)異密封性能的材料能夠滿足上述大部分要求。</p><p>　

92、　密封材料的性能是保證有效密封的重要因素，選擇密封材料，主要是根據(jù)密封元件的工作環(huán)境，如使用溫度、工作壓力、所使用的工作介質(zhì)以及運(yùn)動(dòng)方式等。對(duì)密封材料的基本要求如下：</p><p>　　1.具有一定的力學(xué)性能，如拉伸強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率等；</p><p>　　2.彈性和硬度適當(dāng)，壓縮永久變形??；</p><p>　　3.耐高溫和低溫，高溫下不分解、軟化，低溫下不硬化；&

93、lt;/p><p>　　4.與工作介質(zhì)相適應(yīng)，不產(chǎn)生溶脹、分解、硬化等；</p><p>　　5.耐氧性和耐老化性好，經(jīng)久耐用；</p><p>　　6.耐磨損，不腐蝕金屬；</p><p>　　7.易于成形加工，價(jià)格低廉；</p><p>　　常用的密封材料是橡膠，除了橡膠外，適合于做密封材料的還有石墨、聚四氟乙烯以及各

94、種密封膠等。</p><p>　　4.3 雜質(zhì)泵軸封的作用</p><p>　　雜質(zhì)泵的密封歷來(lái)都是一個(gè)令研究者頭痛的問題,隨著雜質(zhì)泵使用范圍的擴(kuò)大,這一問題就更加突出了。因?yàn)殡s質(zhì)泵輸送的固體顆粒越來(lái)越大,液體的有害性越來(lái)越嚴(yán)重,這些物質(zhì)較普通的泥沙對(duì)軸及密封的腐蝕和磨損都會(huì)更嚴(yán)重縮短密封的使用壽命,而密封一旦失效,泄漏就直接影響著泵的正常運(yùn)行甚至是操作人員的人身安全。要解決雜質(zhì)泵的密封

95、問題就要了解它的密封形式。 </p><p>　　最需要轉(zhuǎn)軸密封的是離心泵。當(dāng)液體沿葉輪軸線進(jìn)至泵吸入口，由于葉輪與泵殼之間的間隙很小，當(dāng)葉輪高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，液體充滿泵殼與葉輪之間。在別無(wú)出路的情況下，液體靠離心力沿葉片甩向周邊，經(jīng)泵出口排走。泵出口液體壓力是入口壓力的若干倍。但是，出口壓力會(huì)傳至葉輪背面的驅(qū)動(dòng)軸處，這就是任何離心泵在實(shí)際應(yīng)用中必須有效地加以密封的原因。</p><p>　　實(shí)

96、現(xiàn)泵驅(qū)動(dòng)軸的密封不太難，大多數(shù)泵制造廠都設(shè)法把葉輪背面的壓力降低一些。例如：對(duì)開式葉輪可采用下述兩種方法之一或兩法并用使葉輪背面壓力降低。葉輪背面與泵后蓋間的實(shí)際間隙要小得多，在葉輪背面常設(shè)些小的葉片，它能顯著減小此處液體的壓力，使液體不致由此漏至大氣。此外，可在葉輪上鉆平衡孔，使葉輪前后連通。由于前后壓差降低，顯著減小軸的軸向推力，從而也延長(zhǎng)止推軸承的壽命。盡管有背面小葉片和平衡孔，但比吸入壓更大的壓力總是作用于驅(qū)動(dòng)軸處，因此，在軸上

97、必須安裝一可靠的密封。</p><p>　　旋轉(zhuǎn)的泵軸和固定的泵體間的密封簡(jiǎn)稱軸封。軸封的作用主要是防止高壓液體從泵中漏出和防止空氣進(jìn)入泵內(nèi)。盡管軸封在泵中所占的位置并不大,但泵能否正常運(yùn)轉(zhuǎn)卻和軸封密切相關(guān)。如果軸封選用不當(dāng),不但在運(yùn)轉(zhuǎn)中需要經(jīng)常維修,漏損很多被輸送的液體,而且可能由于漏出的易燃、易爆和有毒液體引起火災(zāi)、爆炸和中毒事故,后果不堪設(shè)想。因此,必須合理選用軸封結(jié)構(gòu)才能保證泵的安全運(yùn)行。</p&g

98、t;<p>　　第五章 雜質(zhì)泵軸封的原理和分類</p><p><b>　　5.1 填料密封</b></p><p>　　5.1.1 填料密封的定義</p><p>　　填料密封又稱為壓緊填料（Gland Packings）密封，俗稱盤根（Packings）。盤根密封是最古老的一種密封結(jié)構(gòu)，在我國(guó)古代的提水機(jī)械中，就是用填塞棉紗

99、的方法來(lái)堵住泄漏的，世界上最早出現(xiàn)的蒸汽機(jī)也是采用這種密封形式的。而19世紀(jì)石油和天然氣開采技術(shù)的生產(chǎn)與發(fā)展，使填料密封的材料有了新的發(fā)展。到了20世紀(jì)，填料密封因其結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，價(jià)格不貴，來(lái)源廣泛而獲得許多工業(yè)部門的青睞。 </p><p>　　填料密封主要用于機(jī)械行業(yè)中的過程機(jī)器和設(shè)備運(yùn)動(dòng)部分等動(dòng)密封，比如離心泵、壓縮機(jī)、真空泵、攪拌機(jī)、反應(yīng)釜的轉(zhuǎn)軸密封和往復(fù)泵、往復(fù)式壓縮機(jī)的柱塞或活塞桿，以及做螺旋運(yùn)動(dòng)閥門

100、的閥桿與固定機(jī)體之間的密封</p><p>　　5.1.2 填料密封原理</p><p>　　填料裝入填料腔以后，經(jīng)壓蓋螺絲對(duì)它作軸向壓縮，當(dāng)軸與填料有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于填料的塑性，使它產(chǎn)生徑向力，并與軸緊密接觸。與此同時(shí)，填料中浸漬的潤(rùn)滑劑被擠出，在接觸面之間形成油膜。由于接觸狀態(tài)并不是特別均勻的，接觸部位便出現(xiàn)“邊界潤(rùn)滑”狀態(tài)，稱為“軸承效應(yīng)”；而未接觸的凹部形成小油槽，有較厚的油膜，

101、接觸部位與非接觸部位組成一道不規(guī)則的迷宮，起阻止液流泄漏的作用，此稱“迷宮效應(yīng)”。這就是填料密封的機(jī)理。顯然，良好的密封在于維持“軸承效應(yīng)”和“迷宮效應(yīng)”。也就是說(shuō)，要保持良好的潤(rùn)滑和適當(dāng)?shù)膲壕o。若潤(rùn)滑不良，或壓得過緊都會(huì)使油膜中斷，造成填料與軸之間出現(xiàn)干摩擦，最后導(dǎo)致燒軸和出現(xiàn)嚴(yán)重磨損。 </p><p>　　為此，需要經(jīng)常對(duì)填料的壓緊程度進(jìn)行調(diào)整，以便填料中的潤(rùn)滑劑在運(yùn)行一段時(shí)間流失之后，再擠出一些潤(rùn)滑劑，同

102、時(shí)補(bǔ)償填料因體積變化所造成的壓緊力松弛。顯然，這樣經(jīng)常擠壓填料，最終將使浸漬劑枯竭，所以定期更換填料是必要的。此外，為了維持液膜和帶走摩擦熱，有意讓填料處有少量泄漏也是必要的。</p><p>　　5．1.3 填料密封材料特性</p><p>　?、儆幸欢ǖ膹椥浴Ｔ趬壕o力作用下能產(chǎn)生一定的徑向力并緊密與軸接觸。 </p><p>　　②有足夠的化學(xué)穩(wěn)定性。不污染介

103、質(zhì)，填料不被介質(zhì)泡脹，填料中的浸漬劑不被介質(zhì)溶解，填料本身不腐蝕密封面。 </p><p>　?、圩詽?rùn)滑性能良好。耐磨、摩擦系數(shù)小。 </p><p>　?、茌S存在少量偏心的，填料應(yīng)有足夠的浮動(dòng)彈性。 </p><p>　?、葜圃旌?jiǎn)單、裝填方便。</p><p>　　5.2 填料、副葉輪密封</p><p>　　副葉

104、輪密封裝置通常由背葉片、副葉輪、密封腔及密封腔內(nèi)側(cè)的阻旋片等組成，常見的副葉輪多采用半開式結(jié)構(gòu)。</p><p>　　5.2.1 填料的選用</p><p>　　常用的填料有：石墨浸棉織物填料，適用于溫度不高于40℃的場(chǎng)合; 石墨浸石棉填料，適用溫度在250℃以下，壓力不超過1MPa的場(chǎng)合；金屬箔包石棉芯子填料，適用溫度在400℃以下，壓力不超過2.5Mpa的場(chǎng)合。填料密封具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成

105、本低等優(yōu)點(diǎn)。但是由于填料密封是靠將填料緊壓在密封室內(nèi)使其抱緊泵軸來(lái)密封的，因此磨損及摩擦功耗較大，漏泄較大，使用壽命短，需要經(jīng)常擰緊填料壓蓋，并且更換填料頻繁。因此，對(duì)密封要求較嚴(yán)格或密封介質(zhì)壓力較高時(shí)，一般的填料密封不宜采用。</p><p>　　近年來(lái)，在填料密封中，采用柔性石墨填料取得了比較滿意的效果。柔性石墨又稱膨脹石墨，它是把天然石墨中的雜質(zhì)除去，再以某種液體浸入石墨層間，用強(qiáng)制手段使其層間間隙擴(kuò)大，變

106、成質(zhì)地柔軟的柔性石墨。其主要優(yōu)點(diǎn)是：摩擦系數(shù)低，自潤(rùn)滑性能好。在中斷液膜的邊界摩擦或干摩擦?xí)r，能形成良好的自潤(rùn)滑膜，起到耐熱和減磨作用。此外，柔性石墨的回彈率高，當(dāng)軸套因制造、安裝等存在少量偏心而出現(xiàn)徑向跳動(dòng)時(shí)，具有足夠的浮動(dòng)性能，即使石墨出現(xiàn)裂紋，也能很好密合，從而保證貼合緊密，防止漏泄。使用柔性石墨填料，可以使密封壽命明顯增加。柔性石墨已有效地用于高溫、低溫和具有腐蝕性介質(zhì)的密封中。</p><p>　　近年

107、來(lái)，在壓力較高和速度較高的場(chǎng)合，采用碳素纖維作密封填料也取得了很好效果。碳素纖維是由聚丙烯腈等有機(jī)纖維經(jīng)高溫碳化處理制成，它具有摩擦系數(shù)小和耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，因此在一般填料不適用的高壓、高溫、高速場(chǎng)合，采用碳素纖維填料可以有效地提高密封可靠性。目前在密封填料中采用最多的主要是由聚丙烯腈制的耐焰碳素纖維，它與其它碳素纖維相比具有更好的可繞性。</p><p>　　5.2.2 副葉輪密封</p><p

108、>　　5.2.2.1 副葉輪密封介紹</p><p>　　副葉輪密封是利用回轉(zhuǎn)體帶動(dòng)流體使之產(chǎn)生離心力以克服泄漏的裝置，其密封能力來(lái)源于機(jī)器軸的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)副葉輪所做的功，因此副葉輪密封又稱為動(dòng)力密封。副葉輪密封的特點(diǎn)在于它沒有直接接觸的摩擦副，可以采用較大的密封間隙，因此能密封含有固相雜質(zhì)的介質(zhì)，磨損小，壽命長(zhǎng)，若設(shè)計(jì)合理可以做到接近零泄漏。但這種密封功率消耗比較大，在考慮密封能力的同時(shí)應(yīng)兼顧副葉輪消耗的功率

109、。</p><p>　　副葉輪密封裝置通常由背葉片、副葉輪、密封腔及密封腔內(nèi)側(cè)的阻旋片等組成，常見的副葉輪多采用半開式結(jié)構(gòu)，如圖5-1所示：</p><p>　　1、葉輪 2、背葉片 3、組旋片 4、密封腔 5、副葉輪</p><p>　　圖5-1 半開式副葉輪</p><p>　　副葉輪與背葉片所產(chǎn)生的揚(yáng)程起封堵輸送介質(zhì)的逆壓作用

110、。當(dāng)二者產(chǎn)生的密封壓頭之和等于或稍大于葉輪出口壓頭時(shí)，可封堵輸送介質(zhì)的泄露。密封腔內(nèi)側(cè)阻旋片可以起穩(wěn)流和部分消除副葉輪光滑面的增壓作用，提高副葉輪的密封能力。據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道，當(dāng)無(wú)阻旋片時(shí)，副葉輪光背側(cè)的液體大約以1/3的葉輪角速度旋轉(zhuǎn)，壓力呈拋物線規(guī)律分布，因而副葉輪光背側(cè)輪轂區(qū)域的壓力小于副葉輪外徑處壓力。當(dāng)有阻旋片時(shí)，則可阻止液體旋轉(zhuǎn)，使光背側(cè)輪轂區(qū)域的壓力接近于副葉輪外徑處壓力，從而提高了副葉輪的封堵能力，有實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，有阻旋片