燕化公司煉油(yóu)廠100Y型油泵，原軸(zhou)承箱壓蓋和轉(zhuan)軸之間❄️的密封(fēng)結✍️構為迷宮密(mì)封，在迷宮密封(feng)外加一防塵環(huan)，密封性能較差(cha)。由于泵的轉速(su)較高，在離心力(li)的作用下，軸承(cheng)箱内的潤滑油(yóu)沿軸從端蓋甩(shuai)出，漏💛油現象非(fēi)常普遍，造🐇成軸(zhóu)承箱🔱、聯軸器及(ji)周圍地面沾滿(man)油污，給安全生(shēng)産帶來隐患，同(tong)時造成不必要(yao)💔的潤滑油浪費(fei)，又嚴重污染了(le)生産環境，影響(xiang)文明生産和企(qǐ)業的達标升級(ji)。如果操作員不(bú)能及時發現，還(hái)有可能造成機(jī)泵的損壞。因此(cǐ)，改👄進原油封結(jie)構，研制一種密(mi)封性能優良、使(shǐ)用壽命長的新(xin)型油封結構以(yǐ)取代原✔️油封是(shi)🚶‍♀️非常必要的。

  2 原(yuán)密封結構存在(zai)的問題

  機泵運(yùn)行中由于油位(wèi)限制，螺母下端(duān)浸入油池中🛀，把(bǎ)💃潤滑油攪起，沿(yán)壓蓋内表面淌(tang)下，直接滴到旋(xuan)轉👉軸上🤩，軸上🐕積(ji)油很多，被旋💘轉(zhuan)軸帶動，油沿軸(zhóu)爬行，進入壓蓋(gài)💜與軸迷宮密封(feng)間隙，由于迷宮(gong)密封間隙較大(dà)，而且密封阻力(li)較小，油一旦進(jìn)入迷宮難以打(da)回，因而不斷沿(yan)軸外甩出，在軸(zhóu)端處形成積油(yóu)，使迷宮和防塵(chen)環起不到密封(fēng)作用，即發生漏(lòu)油。從以上分析(xī)可以看出原油(yóu)封結構存在的(de)主要問題是軸(zhóu)承鎖緊螺母太(tài)大和迷宮密封(feng)間隙太大起不(bu)到有效的密封(feng)作用。

  3 改進方案(an)的論證及初步(bu)選擇

  新型防漏(lou)油結構應滿足(zú)以下要求：首先(xian)要保證結合部(bu)分的密閉性。同(tong)時，結構緊湊、系(xi)統簡單、制造維(wei)⛱️修使用方便、成(chéng)品低廉、工🔅作可(kě)靠，使用壽命長(zhang)。針對漏油的主(zhǔ)要原因，應從以(yǐ)下兩個方面入(ru)手進行改進，阻(zu)止漏💛油。

  （1）、減少甩(shuǎi)油量

  軸承鎖緊(jin)螺母浸油深度(dù)（液面與鎖緊螺(luó)母的相對距離(li)）是影響甩油量(liàng)大小的一個重(zhòng)要因素。減小螺(luó)母直徑，可以減(jiǎn)小浸油深度，減(jian)小攪油，從而減(jian)少落到軸上🙇🏻的(de)油量，間接減✍️少(shǎo)漏油量。

  （2）、改進原(yuan)油封結構

  對其(qí)結構分析，從密(mi)封原理角度講(jiǎng)可考慮填塞或(huò)阻塞、分隔、引出(chu)或注入和流阻(zǔ)、反輸，以及這些(xiē)方案組合等方(fāng)法。首先對🌂分隔(gé)，可采取機械密(mi)封。根據機械密(mì)封性能、适用範(fan)圍🌐、壽命來🆚看，機(ji)械密封都能适(shì)用，但機械🌈密封(feng)價格高，結構複(fu)雜，所需空間較(jiao)大，拆✊裝不便，不(bú)适于這種小空(kōng)間結構。其次♊考(kǎo)慮采用引出或(huo)注入方♋法，能夠(gou)達到密封要求(qiu)，但需要輔助裝(zhuang)置，結構複雜，因(yīn)而也不可取。再(zai)有考慮采用填(tián)塞和阻塞的方(fang)法，由于要💃求較(jiào)長的壽命，一些(xie)接觸型密封如(rú)氈圈、檔圈、密封(fēng)圈、油封等與軸(zhou)接觸磨損，壽命(ming)♻️有限，不适合高(gao)速長周期運轉(zhuan)，而且易發生抱(bao)軸，因而排除。*考(kǎo)慮采用流阻或(huò)反輸，或采用綜(zong)合方案。流✌️阻是(shi)利用密封件狹(xiá)窄間隙或曲折(she)途徑造成密封(feng)所需要的流體(ti)阻力。反輸是利(li)用密封件對洩(xiè)漏流體造成反(fan)壓，使🥰之部⁉️分平(píng)衡或完全平衡(héng)，将流體反輸到(dào)上遊，以達到密(mì)封的目的。其特(tè)點是無機械摩(mó)🔴擦，結構緊湊。流(liú)體反輸（也稱動(dòng)壓）包括迷宮螺(luo)旋密封、動密封(fēng)、螺旋密封等。考(kǎo)慮空❓間狹小、壽(shou)命長、功耗小、結(jie)構簡單、拆卸方(fang)便、價格低等要(yào)求，采用流阻或(huo)反輸及其🐅綜合(he)方案*。在流阻或(huo)反輸方案中，螺(luo)旋密封最能綜(zong)合滿足上述要(yào)求，因此優先考(kǎo)慮螺旋密🚶封。鑒(jiàn)于離心🏒密封可(kě)與其它密🚶封配(pèi)合使用🥰，為保證(zheng)密🧡效果，選定螺(luo)旋密封與離心(xīn)密封組合形式(shì)。如圖－1所示：

  4對于(yu)100Y泵的設計計算(suan)：

  根據理論分析(xi)，螺旋密封螺旋(xuan)角α其在5°6′時功率(lǜ)最小❓，而15°39′時取同(tóng)樣長度密封壓(yā)力*，結合一些資(zī)料給出實🌍際經(jing)驗，兼🎯顧密封壓(ya)力、功率消耗及(jí)結構長度，并留(liu)一定安全裕度(dù)，設計如下：[1]、[2]

  4.1螺旋(xuán)密封參數的設(shè)計計算

  （1）、螺旋角(jiao)α

  對于100Y泵，軸端直(zhi)徑為d=65mm，外伸軸段(duàn)可用螺旋密封(feng)長度🧑🏽‍🤝‍🧑🏻L0=56.5mm，其軸端與(yu)💔聯軸器相聯，留(liú)7mm間隔，故取密封(fēng)長度L=39.5mm。由于長度(dù)和直徑都較小(xiao)，由密封壓力公(gong)式（見後面）[1]，密封(fēng)🈚壓力較小，故螺(luó)旋角選✔️的較大(da)，取為α=5°49′。那麼α的正(zhèng)切值t=tanα=0.1019（此值由後(hou)🔞面計算得♈出）。

  （2）、相(xiang)對槽寬u一般取(qǔ)u=0.5~1.0，這裡u=a/(a+b)=0.75。

  （3）、相對槽深(shēn)υ一般取υ=2~10，取為υ=(c+h)/c=5。

  （4）、密(mi)封間隙c推薦c=(0.6~2.6)/10000m取(qǔ)c=0.26mm，由于螺旋密封(feng)前有離心密封(fēng)，可保證🚶‍♀️密封性(xing)能，取大間隙是(shì)為了防止由于(yú)加工誤差及安(ān)裝誤差，與軸發(fā)生摩擦。

  （5）、槽深h，h由(yóu)公式h=c*(υ-1)求得：h=0.26*(5-1)=1.04，取為(wei)h=1.0mm。

  （6）、頭數i，頭數i由前(qian)面所讨論的按(àn)螺旋頭數的選(xuan)擇原則：高轉速(sù)(n>5000r/min)，選單頭；低轉速(su)(n<5000rmin)選多頭。由于本(běn)泵n=2950r/min，根據有關資(zi)料推🤞薦，取🐅i=4。

  （7）、螺旋(xuán)導程s，取s=16（取整便(biàn)于加工）；則由

  s=πd*tanα，α=5°49′。

  （8）、螺(luó)旋槽寬a，齒寬b

  由(yóu)公式得a=πu*d*tanα/i=3.00mm

  b=π*(1-u)*d*tanα/i=1.0mm

  （9）、軸的角(jiao)速ω及螺旋圓周(zhou)速度v的計算：

  ω=2πn/60=308.9rad/s

  v=πn/60=7.6m/s

  （10）、螺(luo)旋按結構選取(qu)長度為L=39.5mm

  （11）、螺旋密(mì)封壓力Δp ′，Δ p′=rωw d LCp/c2 [1]

  tu(1-u)(υ-1)(υ3-1)

  其中： Cp= -----------------------------------

  (1+t2)υ3+t2u(1-u)(υ3-1)2

  把(bǎ)u=0.75，t=0.1019，υ=5.0代入得：Cp=0.178，按Cp=0.178，稀油(you)潤滑取粘度系(xi)數偏小μ=0.00223×9.8Pa/s，ω=308.9rad/s，d=0.065m，L=0.0395m，c=2.6×10-4

  m代入，計(ji)算得Δ p`=35800Pa。

  （12）、螺旋密封(feng)功耗計算N[1]

  N=πω2d3LCn/4c

  Cn由公(gōng)式求得： Cn=0.46，

  則N=14瓦

  機(ji)泵電機額定功(gong)率為90KW，軸功率75KW，螺(luo)旋密封功耗為(wéi)14W，可見功耗很✏️小(xiǎo)，對原機泵運行(háng)不構成影響。

  4.2副(fù)葉輪離心密封(fēng)的計算

  副葉輪(lún)離心作用所産(chǎn)生的密封壓力(lì)差ΔP″計算公式為(wéi)：[1]

  ΔP″=k2ω2(R22-R12)r/ 2

  =0.52×308.92×(0.0352-0.0252)×800/2

  =6403 Pa

  式中：R1、R2--------分别為葉(yè)輪的内徑，氣液(ye)相界半徑的外(wài)徑

  k------------系數，與光滑(huá)圓盤近似，k＝0.5

  4.3螺旋(xuan)密封和離心密(mì)封的組合密封(feng)總壓力差

  組合(hé)密封壓力差ΔP為(wei)螺旋密封壓力(lì)差ΔP′和離心密封(fēng)壓力差ΔP″之和🔞即(ji)：ΔP＝ΔP′+ΔP″＝35800+6403＝42203Pa

  由于軸承箱内(nèi)基本為常壓，箱(xiang)内壓力與軸承(cheng)箱外大🌏氣壓相(xiang)近，因此組合密(mi)封總壓力差ΔP就(jiu)是防止潤滑油(yóu)外串的密💋封壓(yā)力，本密封結構(gòu)壓力為0.04MPa，完全符(fú)合應略高于機(ji)内壓力的要求(qiu)。

  4.4材料選擇

  由于(yú)軸承壓蓋不起(qǐ)承壓作用，可選(xuǎn)A3鋼，而甩油副葉(ye)輪不但💋起甩油(yóu)及阻油作用，而(er)且也是軸承卡(ka)環，為防止多次(ci)拆卸造成損壞(huài)，可選用45鋼。

  5應用(yong)情況

  經過改造(zao)的油封，2025年12月，在(zài)酮苯車間泵305（型(xíng)号為100Y－120×2）上進行了(le)試💞運行🏃，後又在(zài)泵430、泵351等機泵上(shàng)進行了安裝，經(jīng)過四👣年多的運(yun)行，軸💚承箱壓蓋(gai)密封處無任何(hé)洩漏，完全滿足(zu)設計要求。在此(ci)之前，原密封✔️結(jie)構由于經常發(fa)生洩漏，司泵崗(gǎng)✔️位操作員的工(gōng)作量很大，在每(mei)小時的巡檢中(zhōng)都要對機泵潤(run)滑油進行補充(chong)，而且🔴還發生過(guo)兩起因漏油造(zao)成的設備抱軸(zhou)事故，造成生産(chǎn)的波動，由于漏(lòu)油的普遍性也(ye)🏃🏻使現場衛生一(yi)直❓難以解決，給(gěi)設備現場管理(lǐ)帶來了難度。改(gai)造後，在換油周(zhou)期内機泵的潤(rùn)滑油😍基本不需(xu)要大量補充，大(da)大減輕了工人(rén)的勞⭐動強度，現(xian)場狀👣況明顯改(gai)觀，也為生産⭐平(ping)穩運行創☁️造了(le)有利條件。

  6 結論(lun)

  将原軸承箱壓(yā)蓋處迷宮密封(fēng)改為離心密封(fēng)與螺旋密封的(de)組合密封結構(gòu)，利用離心密封(feng)作為初步節流(liú)❓阻漏密封，利用(yòng)螺旋密封作為(wéi)二次密封，可以(yi)保證軸頭處無(wú)任何洩漏。這種(zhǒng)㊙️改進方法隻需(xū)改造軸承鎖緊(jin)螺母和軸承箱(xiang)壓蓋，對原結構(gou)改動很小，即能(néng)滿足密封要求(qiú)，又能适應原結(jié)構可利用空間(jian)小的限制。該🚩種(zhong)密封結構簡單(dān)💞，制造、安裝方便(biàn)，消耗動力小。從(cóng)實際使用效果(guǒ)來看，完全改善(shàn)了原結構造👅成(chéng)的設備及周圍(wei)環境被油污染(rǎn)的局面，消除了(le)生産隐患🔞；減輕(qing)工人勞動強度(du)，促進了文明生(sheng)産。此外，通過調(diào)整結構參數，将(jiāng)該結構也成功(gong)地應用于65Y、150Y型泵(bèng)上，同樣取得了(le)滿意的效果。因(yin)此，該結構也可(ke)适用于有類似(sì)問題的其👨‍❤️‍👨它機(ji)👄泵，有極大的推(tuī)廣價值。