软填料论文袁甲玉doc.doc

软填料密封【摘要】本文主要叙述了软填料密封的结构和密封原理、软填料密封的正确安装及合理使用方法、软填料密封常见故障及分析。【关键词】软填料密封 结构及原理 安装 故障分析 包胶泵在我厂应用比较广泛，其泵轴密封即软填料密封属于动密封，但在日常的维护和使用当中，我们只是凭经验干活，对一些问题认识不足，甚至有些工作方法是完全错误的，这就导致了泵轴处经常存在泄漏，这不仅影响包胶泵的工作性能，而且由于大量泄漏污染环境。密封主要属于动密封。它包括填料密封、机械密封、动力密封以及其他密封。密封技术几乎涉及各个工业部门，密封种类很多，工作原理各不相同，大致可分为两大类：静密封和动密封。静密封是指两个相对静止的零件的结合面的密封，如各种容器、设备、管道法兰接合面的密封，阀门的阀座、阀体以及各种机器的机壳接合面的密封等；动密封是指两个相对运动的零件的接合面之间的密封，如阀门的阀杆与填料函，泵、压缩机等的螺旋杆、旋转轴或往复杆与机体之间的密封等。基本结构和密封原理它由压盖螺栓、压盖、封液环、软填料、填料函、以及底衬套组成。软填料装在填料函内，压盖通过压盖螺栓轴向预紧力的作用使软填料产生轴向压缩变形，同时引起填料产生径向膨胀的趋势，而填料的膨胀又受到填料函内壁与轴表面的阻碍作用，使其与两表面产生紧贴，间隙被填塞而达到密封。即软填料是在变形时依靠合适的径向力紧贴轴和填料函内壁表面，以保证可靠的密封。为了使沿轴向的径向力分布均匀，采用中间分液环将填料函分成两段。为了使软填料有足够的润滑和冷却，往分液环入口注入润滑性液体（封液）。为了防止填料被挤出，采用具有一定间隙的底衬套。在软填料密封中，液体可泄露的途径有三条，1流体穿透软填料本身的缝隙而出现的渗漏。一般情况下，只要填料被压实，这种渗漏通道即可堵塞。高压下，可采用流体不能穿透的软金属或塑料垫片和不同编织填料混装的办法防止渗漏。2流体通过软填料与箱壁之间的缝隙而渗漏。由于填料与箱壁间无相对运动，压紧填料较易堵住泄露通道。3流体通过软填料与运动的轴之间的缝隙而渗漏。显然，填料与运动的轴之间因有相对运动，难免存在微小间隙而造成泄露，此间隙即为主要泄露通道。填料装入填料函以后，当拧紧压盖螺栓时，柔性软填料受压盖的轴向压紧力作用产生弹塑性变形而沿径向扩展，对轴产生压紧力，并与轴紧密接触。但由于加工等原因，轴表面总有些粗糙度，其与填料只能是部分贴合，而部分未接触，这就形成了无数不规则的微小迷宫。当有一定压力的流体介质通过轴表面时，将被多次引起节流降压作用，这就是所谓的“迷宫效应”，正是凭着这种效应，使流体沿轴向流动受阻而达到密封。填料与轴表面的贴合、摩擦，也类似于滑动轴承，故应有足够的液体进行润滑，以保证密封有一定的寿命，即所谓的“轴承效应”。显然，良好的软填料密封即是“轴承效应”与“迷宫效应”的综合。适当的压紧力使轴与填料之间保持必要地液体润滑膜，可减少摩擦磨损，提高使用寿命。压紧力过小，泄漏严重，而压紧力过大，则难以形成润滑油膜，密封面呈干摩擦状态，磨损严重，密封寿命将大大缩短。因此如何控制合理的压紧力是保证软填料密封具有良好密封效果的关键。由于填料是弹塑性体，当受到轴向压紧后，产生磨擦力致使压紧力沿轴向逐渐减少，同时产生的径向压紧力使填料紧贴于轴表面而阻止泄露。径向压紧力的分布是由外端（压盖）向内端，先是急剧递减后趋平缓，被密封介质压力的分布是由内端逐渐向外端递减，当外端介质压力为零时，则泄露很少，大于零时泄露较大。由此可见填料径向压力的分布于介质压力的分布恰恰相反，内端压力最大，应给予较大的密封力，而此时填料的径向压紧力却是最小，故压紧力没有很好发挥作用。实际应用中，为了获得良好的密封效果，往往增加填料的预紧力，也即在靠近压盖端的23圈填料处使径向压力最大，当然摩擦力也就最大，这就导致填料和轴之间产生异常磨损，可见填料密封的受力状况很不合理。另外，整个密封面较长，摩擦面积大，发热量大，摩擦功耗也大，如散热不良，易加快填料和轴表面的磨损。因此，为了改善摩擦性能，使软填料密封有足够的使用寿命，则允许介质有一定的泄露量，保证摩擦面上的冷却与润滑。一般旋转轴用软填料密封的允许泄露率见表1表1允许泄露率（ml/min）轴径/mm25405060启动30秒内正常运行248301058166020当轴作往复运动时，填料受到周期性的脉冲压力，其受力状况与回转轴不同，当轴运动方向与压盖压紧力方向一致时，内端压紧力增加填料压缩，外端填料压紧力减少即填料膨胀。该填料吸收介质，并充满其空隙。填料在轴上的压紧力分布变得均匀。当轴运动方向与压盖压紧力方向相反时，内端填料压紧力减少，（膨胀），外端填料压紧力增加（压缩），填料内已吸入的介质被挤压而泄露。所以，对于往复运动的密封，要求填料组织致密或进行预压缩，以提高密封性能。软填料的安装1） 安装注意事项 不正确的组合和安装主要是指：填料组合方式不当、切割填料的尺寸错误、填料装填方式不当、压盖螺栓预紧不够或不均匀或过度预紧等。以上都将造成密封发生过量泄露和密封过早失效。所以，安装时要注意以下几个方面的要求。a 填料函断面内孔边要有一定的倒角。b 填料函内表面与轴的表面不应有划伤（特别是轴向划痕）和锈蚀，要求表面光滑。 c 填料尺寸要与填料函和轴的尺寸相协调，对不符合规格的要考虑更换。d 安装完后，用手适当拧紧压盖螺栓的螺母，然后用手盘动，以手感适度为宜，再进行调试运转并允许有少量泄露，但随后应逐渐减少，若泄露量仍然较大，可适当拧紧螺栓，但不能拧的太紧，以免烧轴。e 已经失效的填料密封，如果原因是填料，可采用更换或添加填料的办法来处理，使之正常运转。2） 软填料的安装a清理填料函。在更换新的密封填料前必须彻底清理填料函，清除失效的填料。清除后，还必须进行清洗或擦拭干净避免有杂物溢流在填料函内，影响密封效果。b检查旋转轴与填料函的同轴度和轴的径向圆跳动量，同时轴表面不应有划痕、毛刺。还需检查填料材质是否符合要求，填料尺寸是否和填料函尺寸相符合等。填料厚度厚度B过大或过小时，严禁用锤子敲打。正确的方法是将填料置于平整洁净的平台上用木棒滚压。但最好采用专用模具，将填料压制成所需的尺寸。c切割密封填料。将填料按所需尺寸进行切割，切割成环，切成后的环接头应吻合，切口可以是平的，但最好是与轴呈45的斜口。d对填料预压成型。用于高压密封的填料，必须经过预压成型，当填料经过预压缩后，再装入填料函的填料的径向压紧力的分布较未经预压的填料的均匀合理，密封效果也好。e填料环的装填。为使填料有充分的润滑性，在装填填料环前应涂润滑脂或二硫化钼润滑膏，以增加填料的润滑性能。填料环装填时，应一个环接一个环地装填。在装填每一个环时用专用工具将其压紧、压实、压平，并检查其与填料函内壁是否有良好的贴合。装填时必须注意相邻填料环的切口应错开。环数为48时，装填时应使切口相互错开90；36环时，切口应错开120；两环时，切口应错开180。填料环全部装填后，用压盖压紧，在拧紧压盖螺栓时，为使压力平衡，应采用对称拧紧，压紧力不宜过大。先用手拧，拧不动时再用扳手拧。f运行调试。调试工作的目的是调节填料的松紧程度。用手拧紧压盖螺丝后，启动泵，然后用扳手逐渐拧紧螺栓，一直到泄露减少到最小的允许泄漏量为止；填料函的外壳温度不应急剧上升，一般比环境温度高3040可认为合适，能保持稳定温度及认为可以。软填料的合理使用1）根据相应的工矿条件等主要因素,以及填料函的主要尺寸,合理选用填料及形式。2）特殊工矿的密封，尽可能选用组合填料。密封要求高的，除考虑要求组合填料外，还可以考虑使用新型密封结构形式。3）对于高压密封使用的软填料，必须使用预压成型的填料。4）软硬填料混合安装时软填料应靠近压盖端，而硬填料应靠近填料函底部，而且软硬交替放置为宜。5）填料安装完后的试运转过程中，如果出现无泄漏现象，则说明压盖压的太紧，并不利于以后的正常工作，应适当调松压盖螺栓。6）正式投入运行后，应随时观察泄漏情况，一定时期内对泄漏量增大的，可以通过压盖螺栓的调节来控制。但不宜拧得太紧，以免发生烧轴现象，而填料也会加速老化。7）轴的磨损、弯曲或是偏心严重是造成泄漏的主要原因。故应定期检查轴承是否损坏。轴的允许径向跳动量最好在0.030.08mm范围内（大径取大值），最大为。）封液环的两侧（包括外加注油孔的两侧）应装同硬度的填料。当介质不洁净时，应注意分液环处不得被堵塞。9）当外部注入润滑油和对填料函进行冷却时，应保证油路、水路畅通。注入的压力只需略大于填料函内的压力即可。通常取其压差为0.050.1Mp。10）转动机械，转子的不平衡量应在允许的范围内，以免振动过大。 软填料密封常见故障及分析泵用软填料密封常见故障、原因与纠正措施见表2表2 故障原因纠正措施 泵输液量不足空气漏入填料函检查密封液环位置，应与密封液接头对齐；或密封液管线堵塞或填料下方的轴或轴套被划伤，将空气吸入泵内；上紧填料填料损坏更换填料，检查轴或轴套表面粗糙度泵压力不足填料损坏更换填料，检查轴或轴套表面粗糙度泵工作一段时后就停止工作空气渗入填料函更换填料，检查轴或轴套表面粗糙度泵功率消耗大填料上得太紧放松压盖，重新上紧，保持有泄露，如果没有，应检查轴或轴套泵填料处泄露严重填料损坏更换磨损填料，更换由于缺乏润滑剂而损坏的填料填料型形式不对更换不正确安装的填料或运转不正确的填料，更换成与输送液体匹配的填料轴或轴套被划伤车床加工或更换之填料函过热填料