波纹管式机械密封的设计和生产要求
波纹管式机械密封由于性能优异,可靠性高,可用于高转速、高压力、高温及低温等工况,因而被广泛应用于液体火箭发动机涡轮泵密封装置之中。液氧泵机械密封工作温度为一183℃,工作压力为1~2MPa,端面平均线速度为60~75m/s。该密封要经受涡轮泵轴向和径向较大振动载荷。设计液氧泵机械密封用时,不仅要遵守一般弹性元件的设计准则,还要遵守火箭发动机对密封要求所产生的设计准则。金属波纹管的机械密封
机械密封用金属波纹管在生产、装配、试验过程中,轴向如果产生拉伸塑性变形,导致金属波纹管自由高度偏离设计值,密封装配后波纹管将会受压,密封摩擦功耗,从而降低了密封工作可靠性。所以设计密封时,不仅要遵守一般弹性元件的设计准则,还要考虑波纹管轴向拉伸塑性变形对密封设计准则的影响。金属波纹管密封的设计要求
液氧泵机械密封设计的一般要求为:密封结构简单可靠,且不需要密封系统;发动机预冷充填时,密封泄漏量为零;发动机工作时,密封后端只允许泄漏少量气氧;要求密封具有多次启动工作能力。
机械密封是转动机械本体密封有效的方式之一,其本身加工的精度比较高,尤其是动、静环,如果拆装方法不合适或使用不当,装配后的机械密封不但达不到密封的目的,而且会损坏集结的密封元件。
1.机械密封拆卸时注意事项
在拆卸机械密封时,严禁动用手锤和扁铲,以免损害密封元件。
如果在泵两端都**械密封时,则在拆卸过程中必须小心谨慎,防止顾此失彼。
对工作过的机械密封,如果压盖松动时密封面发生移动的情况,则应更换动静环零件,不应重新上紧继续使用。因为在松动后,摩擦副原来运转轨迹会发生改变,接触面的密封性就很容易遭到破坏。
如密封元件被污垢或凝聚物粘结,应清除凝结物后再进行机械密封的拆卸。
2.机械密封安装时注意事项
1.先装左边部分;装到密封板上
2.然后装右面那个动环,动环跟静环的密封面要干净
3.再装平键和叶轮.上好垫片和螺母
安装前要认真检查集结密封零件数量是否足够,各元件是否有损坏,特别是动、静环有无碰伤、裂纹和变形等缺陷。如果有问题,需进行修复或更换新备件。
检查轴套或压盖的倒角是否恰当,如不符合要求则必须进行修整。
机械密封各元件及其有关的装配接触面,在安装前必须用或无水酒精清洗干净。安装过程中应保持清洁,特别是动、静环及密封元件应无杂质、灰尘。动、静环表面涂上一层清洁的机油或透平油。
上紧压盖应在联轴器找正后进行。螺栓应均匀上紧,防止压盖断面偏斜,用塞尺或工具检查各点,其误差不大于0.05毫米。
检查压盖与轴或轴套外径的配合间隙(及同心度),必须保证四周均匀,用塞尺检查各点允差不大于0.10毫米。
弹簧压缩量要按规定进行,不允许有过大或过小的现象,要求误差±2.00毫米,过大会增加断面比压,加速断面磨损。过小会造成比压不足而不能起到密封作用,弹簧装上后在弹簧座内要移动灵活。用单弹簧时要注意弹簧的旋向,弹簧的旋向应与轴的转动方向相反。
动环安装后须保持灵活移动,将动环压向弹簧后应能自动弹回来。
先将静环密封圈套在静环背部后,再装入密封端盖内。注意保护静环断面,保证静环断面与端盖中心线的垂直度,且将静环背部的防转槽对准防转销,但勿使其中互相接触。
安装过程中决不允许用工具直接敲打密封元件,需要敲打时,必须使用工具进行敲打,以防密封元件的损坏
组装时所有密封圈应该涂以肥皂水等润滑剂,这样可以避免组装过程中损坏胶圈。动静环的密封面之间涂以润滑脂,防止动静环密封面在水泵开车前磨损。
浮动环组装时,一定要小心不要碰倒浮动环弹簧,以免弹簧碰倒后影响浮动环的浮动性能。浮动环组装后,可以轻轻按浮动环,以确定是否就有良好的浮动性能。
安装密封时应轻拿轻放,防止损坏密封件,安装时应将密封及腔体擦洗干净。
紧固机械密封压盖时紧固螺栓应均匀受力,防止受力不均损坏机械密封。对于快装式机械密封在整体组装完毕后一定不要忘记将定位片径向移动道远离轴的位置固定。
因为机械密封所密封的介质是不同的,凉水和热水的温度不同,密封的介质是否具有腐蚀性,腔室内压力的不同,机械密封的设计就会不同,检修工艺也会有所差别,
机械密封检修过程中总结出一些经验:机械密封要组装,清扫检查莫忘记。先看两环后看轴,伤痕裂纹不要漏。后在把胶圈看,气孔直径要看清。各种尺寸需测量,两环间隙要调好。紧力一定要校核,小小弹簧是关键。螺栓受力要均匀,轻拿轻放好习惯。
正确选择机械密封是防止液泵泄漏关键
109橡胶波纹管密封只适用于低压0.8Mpa以下的工况。
橡胶波纹管密封的基本要素
机械密封是利用两个平面互相摩擦运行的原理,达到密封的目的。旋转密封面安装于液泵的主轴上,而固定密封面安装于密封压盖内。由于一个密封面是运动的,而另一个密封面是静止不动的,因此将这类密封称之为动态密封。
后两种泄漏通路一般采用静态密封,因为两部分之间不存在相对运动。这部分的密封通常都称之为三次密封,其密封材料为垫片或与工艺流程液体相适应的O型密封圈。
在较老的密封设计中,位于旋转面下的二次密封留有一定的间隙,可在主轴上前后运动,因此易于引起磨损和过早失效。然而在较新的密封设计中,二次密封处于静止状态,因此可避免在主轴上出现磨损腐蚀问题。
在液泵的正常操作中,旋转面和静止面之间因填料盒中的液体所产生的压力而使其保持在密封状态,在起动和停机时,填料盒的压力由弹簧产生的压力维持(甚至可以由弹簧的压力来代替)。
大部分机械密封的设计采用较软的材料来制作旋转面,使其在较硬的静止面上旋转摩擦。多年来,通用的组合是利用碳材料作为旋转面,使其在陶瓷静止面上运行。这类材料目前仍在普遍使用,但静止面则选用不锈钢或较硬的材料制作,例如碳化钨或碳化硅。
正确选择机械密封是防止液泵泄漏关键
109橡胶波纹管密封只适用于低压0.8Mpa以下的工况。
腐蚀磨损问题
由于多种原因,例如包括轴承的公差、轴端余隙、振动和主轴偏差,都会使液泵的主轴产生径向和轴向运动。此外,由于将接触面之间保持平行是十分困难的,因此机械密封本身的内部产生移动也是很正常的。这类移动往往是由于设备和安装公差、热膨胀、管路应力或主轴调试不当所造成。
为了使密封面之间始终保持互相配合,弹簧起到了机械密封与运动主轴之间的恒定调节作用。当旋转面和主轴之间采用人造橡胶密封时,该弹性体就会在主轴上来回运动。这种重复摩擦动作,会磨蚀主轴上的防腐材料,失去主轴的氧化膜保护层,终会在主轴的摩擦面上形成磨损沟槽,造成液体从沟槽中泄漏,并增加必要的维修工作量或甚至更换主轴。为了解决这一问题,一般在填料盒内安装一个可更换的轴套。
然而,解决腐蚀磨损问题的办法是去除其内部的动态密封。现在,大部分主要密封制造厂生产非腐蚀磨损型密封,以防止液泵零件的腐蚀磨损。
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