轴端密封

2024-05-27

轴端密封（共3篇）

轴端密封篇1

摘要：乙炔发生器长期泄漏,设备正常运行和环境安全受到较严重影响,采用组合式改性软填料加系统的密封型式替代了原填料密封,有效解决密封泄漏和设备维护问题,改善了环境安全卫生,确保设备长周期运行。

关键词：乙炔发生器,轴端密封,改性软填料

0概述

12台乙炔发生器是卧式双支撑中间带搅拌工作装置的大型设备,为两层搅拌,搅拌轴径125.4 mm,其两端轴封部分采用带状方形填料密封,加润滑脂润滑,用填料压盖压紧补偿。设备具体使用工况:①介质含电石粉尘的乙炔气和水,要求乙炔气纯度达99.8%以上;②压力≤5 k Pa;③转速15 r/min;④温度80~92℃;⑤产气量每台1.3 t/h。

该设备使用过程中轴封泄漏严重,在检修重新加装填料后很快又出现泄漏,检修频繁。加装的润滑脂在介质温度和填料摩擦热共同作用下很快流失,轴封部位温度极高,严重影响环境安全,设备轴和轴套磨损严重。为此,决定对设备轴封部分进行改造,将原编制填料密封改为改性软填料组合密封系统,延长设备正常使用寿命,减小泄漏量,便于在线调试和检修。

1现状分析

(1)轴套和轴磨损严重,乙炔气泄漏严重。原设备使用编织填料密封,在外部施加压紧力作用下,编织填料产生一定的塑性变形,从而形成径向力并紧密与轴或轴套接触,达到密封作用。编织填料密封存在一些问题:①由于填料是靠径向力与转动零件接触达到密封作用,这必然由于填料与轴套之间的相对运动产生摩擦磨损,在磨损产生后必须不断加大预紧力才能补偿由于磨损产生的间歇,在这过程中,必然出现泄漏。②从实际安装看,要达到填料最好的工作预紧力非常困难,如果过松,密封不了;如果过紧,磨损剧烈。③对于目前乙炔发生器的工况条件来说,介质中含有硬质的电石颗粒,在颗粒进入填料与轴之间时,由于相对运动的存在,势必造成轴的加剧磨损,致使填料轴封产生泄漏。

(2)设备轴弯曲,造成泄漏。由于设备是利用轴的两端作支撑,中间搅拌机构受力巨大,势必造成轴的弯曲。因此即使在编制填料与轴未磨损的情况下,一旦设备运行,编制填料受到类似于扩孔加工一样的挤压,很快形成泄漏通道,造成大量泄漏。

(3)由于运行温度较高,添加的润滑脂很快被融化,流淌,造成环境的污染。

(4)原来设备的轴由于长期磨损,表面已出现很多凹凸不平的沟槽,即使改换新的编制填料,仍然存在泄漏通道。

2解决方案

针对这种工况条件,选用改性软填料组合密封系统,最大限度解决目前设备轴封泄漏问题。

2.1基本原理

改性软填料是用高等级的合成纤维加各种油、脂和粘胶混合而成的胶泥状物质,是纤维和粘胶的特殊混合物。其密封原理是将泥状填料用高压枪注入设备填料函,在轴转动时,软填料缠绕在轴上,并随着轴一起运动,在软填料内部形成迷宫剪切层。由于其摩擦因数较低,不需要依靠冷却装置散发热量,因此可以达到广义上零泄漏的目的,有效保护设备,可省去冷却循环附属设备,降低设备投入费用。同时软填料不受填料函规格尺寸的限制,可减少库存,在中途可对损耗填料进行添加,实现在线不停机修复,提高生产效率。改性软填料使用效果见图1。

2.2改造方案

采用带状填料与改性软填料组合密封系统,具体方案见图2。采用XM02型黑色改性软填料组合密封,实现在线补偿和补充填料,最大限度实现零泄漏;增加连接轴套,防止软填料直接填压在轴上,当设备运行时被挤出。借鉴API682-PLAN54的密封辅助系统布置,在两端的软填料中间通入隔离阻封氮气,氮气压力略高于介质压力(高20 k Pa),轴封正常时压力表恒定在一定范围,内部介质泄漏时,压力表压力下降,引起报警(并与控制元件组成系统,连接到中控室,实时监控乙炔气泄漏情况,泄漏的乙炔气将进入阻火器处理,确保生产安全),也说明需要补充改性填料,切断泄漏通道;同时,通入的氮气也可以把摩擦热带走,起到冷却作用。采用高压补液枪,在需要补充软填料时在线补充。

3改性软填料组合密封的安装

(1)在改装填料密封时,四川省西密高技术有限公司设计了完全与原填料压盖互换的新压盖,非常方便地把组合密封系统在原位置安装上密封系统;同时,预装部分软填料进入组合密封。

(2)在密封系统安装到位后,连接高压注射枪,再次补充注入软填料,同时尽量盘车,以使软填料能均匀充满填料函,同时能适当抱紧轴或轴套,不能过松或过紧,已稍能看到有软填料即将挤出压盖缝隙为准。

4结论

通过该型号软填料组合密封系统的实际使用验证,该装置能有效实现乙炔发生器轴封的密封功能,并能实现在线补充和堵漏,大大提升了设备工作的稳定性,保证了发生器的正常运行和乙炔装置的安全生产,同时降低了维修频次与费用,达到了改造的预期效果。

螺旋输送机轴端密封装置改造篇2

1 螺旋输送机轴端密封结构及问题

螺旋输送机系统布置见图1。填料密封由填料函壳、填料、压盖组成, 填料是浸油或涂石墨的石棉绳。依靠压盖对填料轴向压缩产生密封作用。

导致密封失效的两个因素:

1) 设计缺陷

该填料函壳长为100mm左右, 由于设备结构紧凑, 更换填料非常困难。填料使用一段时间后, 由于经常性的挤压, 使浸渍的润滑剂枯竭, 产生润滑不良, 造成填料与轴之间出现干摩擦, 轴出现严重磨损, 填料和轴之间的间隙增大, 粉料从间隙处顺轴漏出, 不但加速了填料与轴的磨损, 而且漏料进入轴承座内, 引起轴承损坏。

2) 轴弯曲

螺旋轴长度为5 940mm, 由于螺旋轴存在挠度, 在运转过程中螺旋轴在填料函壳孔中做椭圆形轨迹的运动, 填料经螺旋轴径向挤压后弹性超过临界点, 没有足够的回弹能力, 因此产生间隙, 造成漏料。

2 螺旋输送机轴端密封改造

改造后的螺旋输送机轴端密封见图2。采取填料+动态气流密封技术, 弥补因轴存在挠度导致填料挤压变形产生的间隙, 填料函壳为分体式, 以方便填料的更换。

1) 在填料函壳2内加装气流密封环, 密封环开有3个进气孔。气流通过进气孔进入密封环的腔体内, 气压0.85MPa。由于密封环和轴之间的间隙很小, 密封腔内气体形成正压, 气流沿轴与密封环之间的圆周间隙吹出, 阻塞了相对低压的粉料泄漏通道。

2) 增加一套加油装置, 通过轴的旋转, 将润滑脂带到润滑部位, 避免填料与轴产生干摩擦。在填料函壳1上钻一加油孔, 在其内壁加油孔位置沿轴向加工1个一字型导油槽, 储油环移动后, 润滑脂通过导油槽进入储油环内。

由于该部位工作温度在200℃左右, 为了防止润滑脂流失后的不良影响, 规定每8h加油一次。在加油时, 油枪将润滑脂输送到储油环与转轴之间的空间, 观察到轴与填料之间有润滑脂溢出即可, 通过轴的旋转, 将润滑脂带到润滑部位。

3 效果

浅谈减速器轴端密封结构优化设计篇3

关键词：减速机,密封,轴端防漏油,优化设计

1 目前减速器轴端密封的常见结构分析

1.1 毛毡圈密封

安装尺寸较紧凑, 拆装技术要求不高, 成本低廉, 但磨损太快, 要求轴的线速度不能过高。由于这种密封形式使用寿命;太短, 目前已很少应用于减速机轴端密封。

1.2 间隙节流沟槽密封

利用曲折间隙节流效应产生密封作用.属于非接触型密封, 其工作寿命长对保养要求不高。可用于高速和低速条件。在实际应用中, 单独依靠这种密封形式。使用效果并不理想.所以它只能作为辅助密封手段。

1.3 骨架油封密封

骨架油封主要是利用弹簧圈箍紧密封后。使之对轴径产生适当的径向力, 同时, 唇口磨损后能自动补偿。以保证唇口具有良好的密封性能。骨架油封属于接触型密封其结构简单, 安装位置小且紧凑, 密封性能较好对设备的振动和轴径的偏心有一定的适应性。但其对轴径、油封孔槽的尺寸公差、表面粗糙度及轴的表面硬度 (热处理) 要求较高.另外润滑油的粘度、油质及设备的使用环境温度等因素都会影响油封的密封效果和使用寿命。

综上分析, 传统单一的密封形式已经不适用于解决减速器的轴端密封要求。特别在低速重载场合, 更换维修密封件是非常困难麻烦的。笔者设计了一套完善高效, 简便可行的轴端密封结构的密封方案。

2 轴端密封的改进方案设计

2.1 减速器轴端密封实际要求

(1) 由于减速器的工作环境恶劣: (1) 粉尘进入减速器内, 污染润滑油, 进而引起齿轮与轴承过度磨损: (2) 粉尘与润滑油在齿轮的搅拌下充分混合, 会影响润滑油的润滑效果和流动性; (3) 粉尘油污在回油通道的聚积会阻塞润滑油的回流。

(2) 必须保证减速机齿轮、轴承的良好润滑.才能满足矿山机械大功率、重负荷的工作性质。目前, 多数使用单位为避免润滑油渗漏, 常来用控制加油量的方法。但由于润滑不充分, 引起齿轮过度磨损、点蚀现象及轴承发热等问题。

因此, 减速器轴端密封结构的设计应该在保证润滑充分的条件下, 实现对内防油, 对外防尘的双重功效。

2.2 减速器密封结构的改进方案

鉴于减速器的结构形式多种多样, 现以我公司最具代表性的立磨行星减速器为例说明。其它类型的通用平行轴减速器完全可以借鉴这套方案, 笔者就不在缀述。

2.2.1 减速器高速轴端密封结构形式的设计

由于减速器直交轴输入处速度快, 轴承润滑复杂等因素, 密封效果最难控制。结合前述密封失效形式的分析, 最终采用已非接触机械密封形式为主的一套密封结构。此结构兼有挡油环的作用, 阻止润滑油流向输入端外侧。鉴于对该种类型密封结构特点的评析, 仍会有部分润滑油会从低点, 通过重力的作用流回减速器箱体内。通过这种方法, 杜绝了润滑油在输入端盖处的堆积, 也就杜绝了漏油现象发生的可能。

2.2.2 减速器低速轴端密封结构形式的设计

在低速级的方案设计中, 将传统设计中的输出法兰设计成了法加密封环的两体组立结构, 实现了第一道密封;设有均布的回油通孔, 当润滑油溢入该密封槽时通过该组回油孔流回进箱体, 形成第二道密封;通过注油杯打入润滑干油脂, 该干油脂注满回油槽后, 就实现了第三道密封, 它可以对内防油, 对外防尘, 效果颇佳。设有碳素纤维盘根, 对内防油, 对外防尘, 此乃第四道密封。通过上述四道密封环节的设计, 从根本上杜绝了漏油现象放生的可能性。

综合对输入, 输出端密封结构的优化设计, 方便高效的解决了减速器漏油防尘的难题。

2.3 其它通用减速器的润滑方式简介

上述针对立磨行星减速器轴端密封结构的设计, 经过了实践的检验, 是高效可行的。其它普通通用减速器可以参照设计。另外普通减速器还可以根据需要设计成不同的密封结构, 现就其设计原则及注意事项简单介绍如下:

(1) 回油槽的宽度和深度 (或直径) 要适中, 以便于润滑油回流顺畅。在不影响减速机壳体强度的情况下, 回油槽的通流截面可适当大些;

(2) 采用螺旋密封时, 螺旋的旋向应与减速机齿轮轴的转向相适应。减速机应用于双向传动时, 应避免使用螺旋密封结构, 可改用迷宫密封结构;

(3) 应完善减速机各部位动的密封处的密封效果, 以保证润滑油的洁净;

(4) 密封通道各间隙值控制在0.20-0.30mm为宜。

(5) 减速器组装时, 齿轮两侧轴承空腔内尽量少涂润滑脂, 避免多余的润滑胞在减速机运行后甩出, 堵塞国油槽;

(6) 用于防尘密封, 尽量采用双唇油封, 并注意油封往轴上安装前, 需在主唇与防尘唇间涂满润滑脂 (最好采用二硫化钠) , 起降温、润滑唇口、辅助密封粉尘的作用;

(7) 减速器加油量以油面浸没末级齿轮两个齿高为适中。

2.4 其它注意事项

上述密封结构的设计, 可以充分实现密封的功效。但其前提是各相关件加工精度得到保证, 轴承, 齿轮等润滑点供油充分, 各回油通道流畅, 没有淤塞。只有这样, 才能确保这套密封结构百分之百的发挥功效。