减速机机械密封失效的原因及对策

减速机机械密封失效的原因及对策

泄漏是机械设备的常见故障之一。

泄漏有两个主要原因:

一是机械加工的结果，机械产品表面必然存在各种缺陷和形状尺寸偏差，因此机械零件的连接处必然会存在间隙；

第二，密封件两侧有压力差，工作介质会通过间隙泄漏。

减少或消除间隙是防止泄漏的主要方法。密封的作用是密封接合面之间的间隙，隔离或切断泄漏通道，增加泄漏通道内的阻力，或在通道内增加一个小的工作元件，会对泄漏造成压力，与造成泄漏的压差部分抵消或完全平衡，从而防止泄漏。减速机 37%的故障是机械密封故障，31%是轴承故障，32%是其他原因。

一、机械密封的原理和要求

机械密封又称端面密封，是旋转机械的轴封装置，是指防止流体泄漏的装置，它由至少一对垂直于旋转轴线的端面组成，在液体压力、补偿机构的弹力(或磁力)以及辅助密封的配合下，保持贴附并相对滑动。

其主要作用是将易泄漏的轴向密封改为难泄漏的端部密封。

广泛用于泵、釜、压缩机等类似设备的旋转轴密封。减速机一般分为两类，即单极性传输和多级传输。无论是哪种形式减速机 ，其内部结构部件均由轴、轴承、齿轮、联轴器、壳体等相关部件组成。

机械密封通常由动环、静环、压紧元件和密封元件组成。动环随泵轴转动，动环和静环紧密贴合形成密封面，防止介质泄漏。密封腔内液体的压力将环的端面压在静环的端面上，在两个环的端面上产生适当的比压，保持极薄的液膜，达到密封的目的。压紧元件产生压力，可以使泵在不运行时保持端面贴合，保证密封介质不泄漏，防止杂质进入密封端面。密封件密封动环和轴之间的间隙，静环和压盖之间的间隙，而弹性元件缓冲泵的振动和冲击。在实际操作中，机械密封与泵的其他部件一起工作。机械密封的正常运行与其自身性能和外部条件有很大关系。但是首先要保证我们自己零件的性能，辅助密封装置的技术要求和安装，这样机械密封才能发挥应有的作用。

二、机械密封失效的表现及原因

1.机械密封部件故障

旋转设备运行过程中，密封端面经常出现磨损、热裂、变形、损坏等情况，弹簧长期使用后也会松弛、断裂、腐蚀。辅助密封圈也可能破裂、扭曲、变形和断裂。

2.机械密封振动和发热故障的原因

在设备旋转过程中，静、动环端面粗糙，静、动环与密封腔的间隙过小，摆振引起的碰撞会引起振动。有时由于密封端面耐腐蚀性和耐温性差，或者安装时端面冷却不足或颗粒杂质，也会引起机械密封的振动和发热。

3.机械密封介质泄漏的原因

3.1—静压试验期间的泄漏。

机械安装不慎，往往造成密封端面碰伤、变形、损坏，清洁不干净，含有颗粒状杂质，或因定位螺钉松动，压盖压不紧，机械设备精度不够，使密封面附着不充分，造成介质泄漏。如果轴套泄漏，说明轴套密封圈在装配过程中没有受到足够的挤压或压缩，或者损坏。

3.2-周期性或阵发性泄漏。

机械转子组件的周期性振动和过大的轴向位移将导致泄漏。机械密封的密封面要有一定的比压，这样才能起到密封作用。这就要求机械密封的弹簧要有一定的压缩量，给密封端面一个推力，旋转使密封面产生密封所需的比压。为了保证这个特定的压力，机械密封要求泵轴不应有太多的窜槽，一般应在0.25毫米以内，但在实际设计中，由于设计不合理，泵轴往往会产生大量的窜槽，这对机械密封的使用非常不利。

3.3—机械密封频繁泄漏。

机械密封频繁泄漏的原因很多。

一方面是密封端面缺陷导致的频繁泄漏。

第二个方面是辅助密封圈导致的频繁泄漏。

第三个方面是弹簧缺陷导致的泄漏。

其他方面包括转子振动引起的泄漏、传动、紧固、推力部件质量差或松动引起的泄漏、机械密封辅助机构引起的泄漏、介质问题引起的频繁泄漏等。

3.4—机械密封振动过大。

密封件的机械振动过大，最终导致密封效果的丧失。但机械密封振动大的原因往往不仅仅是机械密封本身，还有泵的其他部件，如泵轴设计不合理、加工原因、轴承精度不足、联轴器平行度差、径向力大等。

三.故障处理措施

如果机械密封的零件出现故障，需要更换零件或提高零件的加工精度。提高机械密封本身和泵体其他部位的加工精度，对机械密封的效果非常有利。为了提高密封效果，对动静环摩擦面的光洁度和粗糙度要求较高。动静环的摩擦面宽度不大，一般在2-7mm之间。

1、机械密封振动、热处理

如果动静环与密封腔的间隙过小，需要增大密封腔内径或减小转动外径，至少保证0.75 mm的间隙，如果摩擦副配合不当，需要更换动静环材料，使其耐热耐腐蚀。这将减少机械密封的振动和热量。

2.机械密封泄漏的处理

机械密封泄漏的原因很多，需要具体问题具体处理。为了最大限度地减少泄漏，机械密封必须严格按照技术要求进行组装，并应注意以下事项。

2.1-组件应干净光滑。

密封用机械零件、仪器、润滑油和擦拭材料应非常干净。环的密封端面应用软纱布擦拭。

2.2-修剪倒角和倒圆。

轴和密封端盖的倒角应修整光滑，轴和端盖的圆角应打磨抛光。

2.3—装配辅助密封圈时，橡胶辅助密封圈不能用汽油或煤油浸泡和冲洗，以免膨胀变形和过早老化。动静环装配完成后，用手按压补偿环，检查其是否到位、灵活；弹性开口环是否定位可靠。环安装后，必须确保它能在轴上灵活地轴向移动。

3.泵轴大量窜动的处理

合理设计轴向力平衡装置，消除轴向窜动。为了满足这一要求，对于多级离心泵，设计方案为:平衡盘加轴向推力轴承，平衡盘平衡轴向力，轴向推力轴承轴向限制泵轴。

4.添加辅助冲洗系统。

密封腔内的密封介质含有颗粒和杂质，必须清洗。否则，机械密封的弹簧将由于晶体的沉淀以及颗粒和杂质的沉积而失效。如果颗粒进入摩擦副，机械密封会很快被破坏。因此，机械密封的辅助冲洗系统非常重要，它可以有效地保护密封面，起到冷却、润滑和冲洗杂质的作用。

在简单研究机械密封在旋转设备中的应用和故障后，我们将在未来遇到机械密封的故障。首先要考虑机械密封本身的影响因素，其次要考虑机械密封的一些外部影响因素。比如在分析机械密封质量事故原因时，要考虑泵的其他部件对机械密封运行的影响，采取措施不断提高机械密封的效果。

随着材料和制造技术的进步，机械密封的可靠性有了很大的提高，现在机械密封本身可以无故障运行很多年。由机械密封本身引起的减速机泄漏的情况不多。在处理减速机/的泄漏问题时，必须综合考虑减速机/的安装精度、运行操作条件、机器包装精度等因素，找出原因，有针对性地解决存在的问题。

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