減速機機械密封故障原因及對策
2015-09-16
摘 要:減速機是一(yī)種利用齒(chǐ)輪的速度轉換器將電機的回轉數減速到所要的(de)回轉數的(de)動力傳(chuán)達機構(gòu),用來降低轉速並相應(yīng)地增大轉矩。次工業革命以來,減速機作為獨立的產品迅速發展壯大,其(qí)在工業設備中(zhōng)的應(yīng)用滲透於冶金、物(wù)流、石化、化工、環保、國防(fáng)等國民(mín)經濟各個領域。作為生產中的(de)關鍵生產設備(bèi),減速(sù)機在傳(chuán)遞動力與運動(dòng)的機構中已得到(dào)了相當廣泛的應用,大到機械工業中的自動化生產(chǎn)設(shè)備、汽車、機車及建築等用的重型機具,小到日常生活中常見的家(jiā)電,鍾表等,都可以見到減速器的蹤跡。因此開(kāi)展減速機常見故障及(jí)處理方法研究對保障減速機械的可靠性運(yùn)行變得尤為重要。
關鍵詞:減速機(jī);密封故障;原因;對策
前言
泄露是機械設備經常產(chǎn)生(shēng)的故障之一。造成泄露的原因(yīn)主要有兩方(fāng)麵:一是由於機械加工的結(jié)果,機械產品的表麵必然存在各種缺陷和形狀及尺寸偏差,因(yīn)此,在機械零件聯接處不(bú)可避(bì)免地會產(chǎn)生間隙(xì);二是密封兩側存在壓力差,工作介質就會通過間隙(xì)而泄露。減(jiǎn)小或消(xiāo)除間隙(xì)是阻止泄露的主(zhǔ)要途徑。密封的作用就是(shì)將接合麵間的間隙封住,隔離或切斷泄露通道,增加泄露通道中的阻力,或者在通道中加設小型做功元件,對泄露物造成壓力(lì),與引起泄露的壓差部分抵消或完全平衡,以阻止(zhǐ)泄露。減(jiǎn)速機故障37%是機(jī)械密封故障,31%是軸承失效(xiào),32%是其他原因。
一、機械(xiè)密封的原理及要求
機(jī)械密封又叫端麵密封,它是一種旋轉機械的軸封裝置,指由至少一對垂直於旋轉軸線的(de)的端麵(miàn)在液體壓力和補償(cháng)機構彈(dàn)力(或磁力)的作用以及輔助密(mì)封的配合下保持貼合並相對滑動而構成的防止流體泄漏的裝置。它的主要功(gōng)用將易泄漏的軸向密(mì)封改變為較難泄漏的端麵密封。它廣泛應用於泵、釜、壓縮機及其他類似設備的旋轉軸的密封。減速機一般(bān)分為兩類,分別為單極(jí)傳動與多級傳動,無論減速機是(shì)哪種形式,其內部的結構的組成部分都是由軸(zhóu)、軸承、齒輪、聯軸器與機殼等相關的部件組成。
機械密封通常由(yóu)動環(huán)、靜環、壓緊(jǐn)元件和密封元件組成。其中(zhōng)動環隨泵軸一起旋轉,動環和靜環(huán)緊密貼合組成密封麵,以防止介質泄漏。動環靠密封室中液體(tǐ)的壓力(lì)使其(qí)端麵(miàn)壓緊在靜環端麵上,並在兩環端麵上產生適當的比壓和保持(chí)一層極薄的液(yè)體膜而達到密封的目的。壓緊元(yuán)件產生壓力,可使泵在不運轉狀態下,也保持端麵貼合,保證密封介質不外漏,並防止雜質進入密(mì)封端麵。密封元(yuán)件起密封動環與軸的間隙、靜環與壓蓋的間隙的(de)作用(yòng),同時彈性(xìng)元件對泵的(de)振動(dòng)、衝(chōng)擊起(qǐ)緩衝作(zuò)用。機械(xiè)密封在(zài)實際運行中是與泵的其它零部件(jiàn)一起組合起來運行的,機械密封的正常(cháng)運行與它的自身性能、外部條件都有很大的關係(xì)。但是我(wǒ)們要首先保證自身的零件(jiàn)性能、輔助密封裝置和安裝的技術要求,使機械密封發揮它應有的作用。
二、機械密封的故障表現及原因
2.1.機械密封的(de)零件的故障 旋轉設備在運(yùn)行當中,密(mì)封端麵經常會出現磨損、熱裂、變形、破損等情況,彈簧用久了也會鬆弛(chí)、斷(duàn)裂和腐蝕。輔助密封圈也(yě)會出現裂口(kǒu)、扭曲和(hé)變形、破裂(liè)等情況。
2.2.機械密封振動、發熱故障(zhàng)原因 設備旋轉過程中,會使動靜環貼合端麵粗糙,動靜環與密封腔的間隙太小,由於振擺引起碰(pèng)撞從而引起振動。有時由於密封(fēng)端麵耐腐蝕(shí)和耐溫(wēn)性(xìng)能不良(liáng),或是冷卻不(bú)足或(huò)端麵在安裝時夾有顆粒雜質(zhì),也會(huì)引起機械密封的振動和發(fā)熱。
2.3.機械密封介質泄漏的故障(zhàng)原(yuán)因
2.3.1靜壓試驗時泄漏。機械密(mì)封在(zài)安裝時由於不細心,往往會使密(mì)封(fēng)端麵被碰傷、變(biàn)形、損壞,清理不淨、夾有顆粒狀(zhuàng)雜質,或是由於定位螺釘鬆動、壓蓋沒有壓緊,機器、設備精度不夠,使密封麵沒有完全貼合,都(dōu)會造成介質泄漏。如果是軸套漏,則是軸套密封圈裝配時未被壓緊或壓縮量(liàng)不夠或損壞。
2.3.2周(zhōu)期性或陣(zhèn)發性泄漏。機械密封的轉子組件(jiàn)周期性振動、軸向竄(cuàn)動量太大,都會造成泄漏(lòu)。機械密封的密封麵要有一定的比壓,這樣才能起到密封作用,這就要求機械密封的彈簧要有一定的壓縮量,給密封端麵一個推力,旋轉起來使(shǐ)密封麵產生密(mì)封所(suǒ)要求(qiú)的比壓。為了保證這一個比壓,機械(xiè)密封要求泵軸(zhóu)不(bú)能有太大的竄量,一(yī)般要保(bǎo)證(zhèng)在0.25mm以內。但在實際設計(jì)當中,由於(yú)設計的不合理,往往泵軸產生很大的竄量,對機械密封(fēng)的使用是非常不(bú)利的。
2.3.3機械密封的經常性泄漏。機械密封經常(cháng)性泄漏的原因有很多方麵。方麵,由於密封端麵缺陷引起的經常性泄漏。第二方麵,是輔助(zhù)密封圈(quān)引起的經常(cháng)性泄漏。第三方麵,是彈簧缺陷(xiàn)引起的泄漏。其(qí)他方(fāng)麵,還包括轉子振動引起的泄漏,傳動、緊定和止(zhǐ)推零件質量不好或鬆動引起泄漏,機械密封輔助機構引起的泄漏,由於介質(zhì)的問題引(yǐn)起的經常性泄漏等。
2.3.4機械密封振動(dòng)偏大。機械密封振動(dòng)偏大,Z終導致失去密封效果(guǒ)。但機械密封振(zhèn)動偏大的原因往往不僅僅是機械密封本身的原因,泵的其它零部件(jiàn)也是產生振動的根源,如泵軸設計不合理、加工的原因、軸承精度不夠(gòu)、聯軸器的平行度差(chà)、徑向(xiàng)力大等原因。
三、處理故障采取的措施
如果機械密封(fēng)的零件出現故障,就需要更換零件或(huò)是提高零件的機械加工精度,提高機(jī)械密(mì)封本身的加工精(jīng)度和(hé)泵體(tǐ)其(qí)他部件的(de)加工精度對機械密封的(de)效果非(fēi)常有利。為(wéi)了提高密封效果,對動靜環的摩擦麵的(de)光潔度和不平度要求較高。動靜環(huán)的摩擦麵的寬(kuān)度不大,一般在2~7毫米之間(jiān)。
3.1機械密封振動、發熱的處理 如(rú)果是動靜環與密封腔的間隙太小(xiǎo),就要增大密(mì)封腔內徑或減小轉動外徑,至少保證0.75mm的(de)間隙。如果(guǒ)是摩擦副(fù)配(pèi)對不當,就要更改動靜環材料(liào),使其耐溫,耐腐蝕。這樣就會(huì)減少機械密封的振動和發熱(rè)。
3.2機械密封泄(xiè)漏的處(chù)理 機械密(mì)封的泄漏是由於多種原因引起,我們要具體(tǐ)問題具體處理。為了Z大限度的減少泄漏量(liàng),安裝機械密封(fēng)時一定要嚴(yán)格(gé)按照技術要求進行(háng)裝配,同時還(hái)要注意以下事項(xiàng)。
3.2.1裝(zhuāng)配要幹(gàn)淨光潔。機械密(mì)封的零部件、工器具、潤滑油、揩拭材料要十分幹淨。動靜環的密封端麵(miàn)要用柔軟(ruǎn)的紗布揩拭。
3.2.2修整倒角倒(dǎo)圓。軸、密封端蓋等倒角要修整光(guāng)滑,軸和端蓋的有關圓角要砂光擦亮。
3.2.3裝配輔助密封圈時,橡膠輔助密封圈不能用汽油、煤油浸泡洗滌,以免脹大變形,過(guò)早老化。動靜環組裝完後,用手按動補(bǔ)償環(huán),檢(jiǎn)查是(shì)否到位,是否靈活;彈性開口環是否定位可靠。動環安裝後,必(bì)須保證它在軸上軸向移動靈活(huó)。
3.3泵軸竄量大的處理 合理地設(shè)計軸向力的平衡裝置,消除軸向竄量。為了滿足這一要(yào)求,對於多級離心泵,設計方案是:平衡盤加軸向止推軸承,由平衡盤平衡軸向力,由軸向止推軸承對泵軸進行軸向限位。
3.4增加輔(fǔ)助衝洗係統 密封腔中密封介質(zhì)含有顆粒、雜質,必須進行衝洗,否則會因(yīn)結(jié)晶的析出,顆粒、雜質的沉積,使機械密封的彈簧失靈,如果顆粒進入摩擦副,會導致機械密封的迅速破壞。因此機械密封的輔助衝(chōng)洗係統是非常重要的,它可以有效地保護密封麵,起到冷卻、潤滑、衝走雜物等作用。
以上簡單研究(jiū)了機械密封(fēng)在旋轉設備上的應用(yòng)和出現的故障後,以後再遇到機械密封(fēng)的故障問題,首先要考慮(lǜ)機械密封本身的影響因素,然後還要考慮機械密封外部的一些影響因素。比如:在分析機械(xiè)密封的質(zhì)量事故的原因(yīn)時,要考慮到泵的其它零部件對機械密封運行的影響,采取措施不斷提高機械密封的效果。
四、結束(shù)語
隨著材料和製造技術(shù)的(de)進步,機械密封的可靠性有了極大的提高,現在機(jī)械密封本身可以無故障(zhàng)運轉多年。單純由於機封本身(shēn)原(yuán)因(yīn)造成減速機泄漏的情況並不很多。處理減速機泄漏問題(tí)時,我(wǒ)們(men)一定要綜合考慮減速機的安裝精度(dù)、操作運轉條件、機封(fēng)裝配精度(dù)等方麵因素,查清原因,有針對性的解決存在的問題。
參考文(wén)獻
[1]密封技術與應用/葉萬水上海:華東(dōng)化工(gōng)學院出版社,1990.12
[2]機械(xiè)端麵(miàn)密封/顧永泉東營:石油大學出版社,1994.12