許巖松

摘 要：水泵是工業(yè)生產中常見的液體輸送和增壓設備。機械密封是水泵密封各類方法中應用最多的方法種類，做好機械密封工作，對于提高水泵維修整體質量水平有著至關重要的影響。文章首先介紹了機械密封在水泵生產制造和維修運轉中的應用情況，其次討論了水泵機械密封常見問題和解決方案，最后對機械密封中的注意要點進行了重點強調。

關鍵詞：機械密封；水泵；應用

引言

機械制造水平是衡量一個國家或地區(qū)工業(yè)發(fā)展水平和國家綜合實力的一個重要依據(jù)。建國以來，我國一直大力發(fā)展機械工業(yè)。時至今日已取得了舉世矚目的巨大成就。作為常見的液體輸送或液體增壓設備，水泵在國民經(jīng)濟建設過程中發(fā)揮了重要作用。水泵的生產和維修也是我國機械工業(yè)的重要組成部分。由于工作需要，水泵部分組件必須予以密封。水泵生產制造技術發(fā)展到現(xiàn)在已經(jīng)實現(xiàn)了多種密封方式。其中，機械密封是各種方法中最常見的一種。機械密封質量的好壞，代表著國內整個水泵行業(yè)的密封水平。

1 機械密封在水泵行業(yè)中的應用簡述

作為應用范圍最廣的密封形式，機械密封的應用比例在整個水泵行業(yè)中高達85%。與之對應的是，水泵維修工作量中40%為機械密封維修。由此可以看出，機械密封質量的高低，直接決定著水泵能否在使用期限內正常穩(wěn)定運轉。密封質量越好，水泵的使用壽命越長，對國家環(huán)境保護和資源高效利用事業(yè)的支持更為有力。在水泵的日常密封維修工作中，主要存在著兩個問題：一是機械密封互換性差，工作中經(jīng)常找不到用來更換的機械密封，不得不連同軸承進行整個密封環(huán)境的更換。二是單純依靠靜水試驗無法完全保證密封效果。有時水泵機械密封安裝正常，靜水試驗也通過了，但當設備投入使用后，突然發(fā)生大規(guī)模泄漏，且很難找到泄漏點，而且該現(xiàn)象經(jīng)常反復發(fā)作，迫使水泵多次重復維修，極大的降低了水泵工作效率，提高了維修成本。

2 機械密封維修常見措施及原因分析

2.1 更換軸套

在水泵機械密封維修工作中，主要有兩種情況需要進行更換軸套。一是故障的機械密封和備用的機械密封安裝長度相同，但內徑不一致。對于這種情況，可以用安裝長度相同，內徑比安裝內徑稍大的備用機械密封替換，然后再依據(jù)替換上的機械密封加工新的配套軸套。在對配套軸套進行加工時，應注意只有軸套直徑大小要依照安裝內徑進行修改，軸套的其它方面，比如軸套的加工材質、形狀、長度、尺寸公差、粗糙度和形位公差等必須要和更換前的軸套保持一致，任何一個不應有的變動都有可能導致密封質量下降，甚至形成泄露點。另外一種情況是用來代替的密封件長度和內徑都和需要替換的密封件不符。對于這種情況，可以選擇內徑和安裝長度與原本的密封件最接近的機械密封件，再通過T形套加以轉換，使其符合使用要求，達到密封效果。舉個例子，一個水泵需要安裝一個新的機械密封件，但備用的機械密封件內徑只有85毫米，與需要的內徑尺寸不符。在沒有更合適的密封件的情況下，可以使用內徑85毫米的機械密封件與T形套配套使用進行密封作業(yè)。T形套的基本作用就是用來填補內徑過大的密封件與水泵軸之間的間隙以及譚航和軸肩間的空隙。這樣一來，在原有的密封點之外，T形套和軸肩連接處又多出一個密封點需要處理。經(jīng)過反復的打壓處理后，機械密封在水泵靜止狀態(tài)和工作狀態(tài)兩種環(huán)境下都能夠保持良好的密封效果。

2.2 排除密封泄露點

泄露點排查及消除是水泵機械密封維修工作中的主要任務。很多時候，機械密封在水泵靜止狀態(tài)下可以達到密封效果，一旦水泵進入工作狀態(tài)，就會出現(xiàn)超出允許程度的泄露，情況嚴重時甚至會導致水泵無法正常工作。這種情況下往往很難準確找到密封泄露點。經(jīng)過長期摸索，技術人員總結出如下排查方向，能夠幫助維修人員較快的確定出泄露點的位置。一是機械密封的彈簧壓縮量。彈簧是機械密封的重要部件。正常情況下，組成機械密封的的靜環(huán)和動環(huán)通過彈簧彈力保持充分完整貼合，從而達到規(guī)定的密封效果。隨著水泵使用時間的延長以及在一些其他的影響因素作用下，彈簧彈性逐漸下降，提供的彈力隨之不足，在靜止狀態(tài)下還能滿足密封要求，一旦水泵運轉工作，密封件承受的壓力急劇上升，超過了彈簧承受極限，就會形成泄露。新的彈簧更換上后，可以提供很強的彈力，但如果提供的彈力過大，時間一長就會造成零部件過度疲勞，嚴重時會導致零部件損壞。所以彈簧的彈力必須加以嚴格控制，過大或過小的彈力都無法滿足機械密封的長期需要。經(jīng)過長期的實踐總結，技術人員發(fā)現(xiàn)，當彈簧壓縮量維持在1/2-2/3時，提供給機械密封的彈力是最為適合的。這一點，在進行水泵機械密封維修時一定要加以注意。二是機械密封軸套。軸套是機械密封幾大部件，動環(huán)、傳動環(huán)和緊固件的重要載體，在進行機械密封安裝時，這些部件都以緊釘螺釘牢牢固定在軸套上，以免發(fā)生位移。但隨著水泵工作時間的延長，各部件間還是會形成程度相對微小的位移，發(fā)生位移的部件彼此間會產生摩擦損傷。具體來說，互相碰觸的部件在表面發(fā)生接觸的位置產生的應力較為集中，如果接觸點附近強度不足，就會形成剪斷變形或脫落，并且這種破損會逐漸增長。如果機械密封的動環(huán)和軸套間發(fā)生相對位移并產生碰觸摩擦，時間一長二者間就會形成磨損，動環(huán)靠近軸套的部分因磨損變平，同時在二者表面接觸的位置形成0.5mm到0.7mm的劃痕，由于過于微小，所以這些破損的痕跡很難在檢修過程中被發(fā)現(xiàn)，也就難以進行針對性處理。單純依靠更換動環(huán)無法從根本解決泄露問題。要徹底解決這個問題，就要按如下方法進行：首先要確保軸套質量符合使用要求，軸套表面光滑程度和加工材質性能都是直接影響安裝質量的重要因素。如果軸套表面過于粗糙，就會加快動環(huán)磨損速度，而如果軸套加工材料強度不足，則會提高軸套磨損速度。因此，在選擇軸套加工材質時，要選擇加工后軸套表面粗糙度大于等于Ra3.2的1Cr13或者2Cr13等同時具備高耐磨性和塑性的材料，最好可以選擇1Cr18Ni9

Ti材料，該材料的耐磨度和塑性都極佳。在此基礎上，必須嚴格控制軸套的形位公差和尺寸公差，以保障機械密封的安裝質量。

3 機械密封作業(yè)過程中需要注意的問題

（1）科學控制機械密封壓緊程度，嚴格按照機械密封使用說明書進行安裝調試。（2）機械密封零部件精密度很高，進行安裝作業(yè)時必確保動作輕柔，防止動作劇烈或不當造成零部件摩擦面發(fā)生損壞。（3）保證零件摩擦面清潔，安裝時應使用潤滑劑降低摩擦面的作用力。（4）確保彈簧安裝旋轉順序正確。（5）啟動水泵時應先給冷卻水再開機，關閉時應先關機再停冷卻水。

4 結束語

水泵的密封效果直接關系到水泵的工作質量和使用壽命。在進行水泵密封維修時，必須認真細致的做好故障分析排查工作，根據(jù)分析的結果進行針對性的維修，確保水泵工作狀態(tài)下的密封效果。

參考文獻

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[2]張志民，蔡振東，于愛華，等.機械密封在水泵上的使用[J].機械研究與應用，2003（16）：20-22.