燕(yan)化公司煉油(yóu)廠100Y型油泵，原(yuan)軸承箱壓蓋(gài)和轉軸之間(jian)的密封結構(gòu)為迷宮密封(feng)，在迷宮密封(fēng)外加一防塵(chen)環🤩，密封❓性能(neng)較差。由于泵(bèng)的轉速較高(gāo)，在離心力的(de)作用下，軸承(cheng)箱内的🌏潤滑(huá)油沿軸從端(duān)蓋甩出，漏📧油(you)現象非💋常普(pǔ)遍，造成軸承(chéng)箱♻️、聯軸器及(jí)周圍地面👉沾(zhan)滿油污，給安(ān)全生産帶🤟來(lái)隐患，同時造(zào)成不必要✉️的(de)潤滑油浪☂️費(fei)，又嚴重污染(rǎn)了生産環境(jìng)，影響文明生(sheng)産和企⭕業的(de)達标升級。如(rú)果操作員不(bu)能及時發現(xian)，還有可能造(zao)成機泵的損(sun)壞。因此，改進(jìn)🔆原油封結構(gou)，研制一種密(mì)封性能♌優良(liáng)、使用壽命長(zhǎng)的新型油封(fēng)結構以取代(dài)原油封是非(fei)常必要的。

  2 原(yuan)密封結構存(cun)在的問題

  機(jī)泵運行中由(you)于油位限制(zhì)，螺母下端浸(jìn)入油池中，把(ba)潤滑☔油攪起(qi)，沿壓蓋内表(biao)面淌下，直接(jiē)滴到旋轉⁉️軸(zhóu)上，軸上積油(yóu)很多，被旋轉(zhuan)軸帶動，油沿(yan)軸爬行，進入(ru)壓蓋與軸迷(mi)宮密封間隙(xì)，由于迷宮密(mì)封間隙較大(dà)，而且密封阻(zu)力較🏃‍♀️小，油一(yī)旦進入迷宮(gong)難以打回，因(yīn)而不斷沿軸(zhou)外甩出，在軸(zhou)端處形成積(jī)油，使迷宮和(he)防塵環起♈不(bú)到密封作用(yong)，即發生漏油(yóu)。從以♉上分析(xī)可以看出原(yuan)油封結構存(cun)在的主🔞要問(wèn)題是軸承鎖(suǒ)緊螺母太大(da)和迷💰宮密封(fēng)間隙太大🌈起(qi)不到有效的(de)密封作用。

  3 改(gai)進方案的論(lun)證及初步選(xuǎn)擇

  新型防漏(lou)油結構應滿(man)足以下要求(qiu)：首先要保證(zheng)結合部分的(de)✔️密閉性。同時(shí)，結構緊湊、系(xì)統簡單、制造(zao)維修使🈲用方(fāng)便、成品低廉(lian)、工作可靠，使(shi)用壽命長。針(zhen)對漏油的主(zhu)要原因，應從(cóng)以下兩個方(fang)面入手進行(hang)改進，阻止漏(lòu)油。

  （1）、減少甩油(yóu)量

  軸承鎖緊(jin)螺母浸油深(shen)度（液面與鎖(suǒ)緊螺母的相(xiang)對距離）是影(yǐng)響甩油量大(da)小的一個重(zhòng)要因素。減小(xiao)螺母直徑，可(kě)以減小浸油(you)深度，減小攪(jiao)油，從而減少(shǎo)落🥰到軸上的(de)油量，間接減(jiǎn)少漏油量。

  （2）、改(gǎi)進原油封結(jie)構

  對其結構(gòu)分析，從密封(feng)原理角度講(jiang)可考慮填塞(sāi)或阻塞、分隔(gé)、引出或注入(rù)和流阻、反輸(shu)，以及這些方(fāng)案組合等方(fang)法。首先對分(fèn)隔❤️，可采取機(ji)械密封。根據(jù)機械密封🌈性(xing)能、适用範圍(wéi)、壽命來看，機(ji)械密封都能(neng)适用，但機械(xiè)密封價格高(gāo)，結構複雜，所(suo)需空間較大(da)，拆裝不便，不(bú)适☂️于這種小(xiǎo)空間結構。其(qi)次考慮采用(yòng)引出或注入(ru)方法，能夠達(da)到密封要求(qiú)，但需要輔助(zhù)裝置，結構複(fu)雜，因而也不(bú)可🥰取。再有考(kǎo)慮采用填塞(sai)和阻塞的方(fāng)法，由于要求(qiu)較長的壽命(ming)，一些⚽接觸型(xíng)密封如氈圈(quān)、檔圈、密封圈(quan)、油封等與軸(zhóu)接觸磨損🍓，壽(shòu)命✔️有限，不适(shì)合高速長周(zhou)期運轉，而且(qiě)易發生抱軸(zhóu)，因而排除。*考(kǎo)慮👉采用流阻(zǔ)或反輸，或采(cǎi)用綜合方案(àn)。流阻是利用(yong)密封件狹窄(zhai)間🥵隙或曲折(she)途徑造成密(mì)封📐所需要的(de)流體阻力。反(fǎn)輸是利用密(mi)封件對洩漏(lou)流🔞體造成反(fan)壓，使之部分(fèn)平衡或完全(quán)平衡，将流體(ti)反輸到上遊(yóu)，以達到密封(fēng)的目的。其特(te)點♊是無機械(xie)摩擦，結構緊(jin)湊。流體反輸(shū)（也稱動壓）包(bao)括迷💰宮螺旋(xuan)密封、動密封(fēng)、螺旋密封等(deng)。考慮空間狹(xiá)小、壽命長、功(gōng)耗小、結構簡(jian)單、拆卸方便(biàn)、價格低等要(yào)求，采用流🚶‍♀️阻(zu)或反輸及其(qí)綜合方案*。在(zai)流阻或反輸(shu)方案中，螺旋(xuan)🈲密封最能綜(zong)合滿足上述(shù)要求，因此優(yōu)先考慮螺旋(xuan)密封。鑒于離(lí)心密封可與(yǔ)其它密封配(pèi)合使用，為保(bao)證密🔆效果，選(xuǎn)定螺旋密封(feng)與離心密封(fēng)組合形式。如(rú)圖－1所示：

  4對于(yu)100Y泵的設計計(ji)算：

  根據理論(lun)分析，螺旋密(mi)封螺旋角α其(qí)在5°6′時功率最(zui)小，而15°39′時取同(tong)樣長度密封(feng)壓力*，結合一(yi)些資料給出(chu)實🔴際經驗，兼(jian)顧密封壓力(lì)、功率消耗及(jí)結構長度，并(bìng)留一定安全(quan)裕度，設計如(ru)下：[1]、[2]

  4.1螺旋密封(feng)參數的設計(ji)計算

  （1）、螺旋角(jiao)α

  對于100Y泵，軸端(duan)直徑為d=65mm，外伸(shēn)軸段可用螺(luó)旋密封長度(dù)💔L0=56.5mm，其💃🏻軸端與聯(lián)⚽軸器相聯，留(liu)7mm間隔，故取密(mi)封長度L=39.5mm。由于(yú)長度和直徑(jìng)都較小，由密(mì)💞封壓力公式(shi)（見後面）[1]，密封(fēng)壓力較🔴小，故(gù)螺旋角選的(de)較大，取為α=5°49′。那(na)麼α的正切值(zhi)t=tanα=0.1019（此值由後面(miàn)計算得出）。

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

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

  （4）、密封間(jian)隙c推薦c=(0.6~2.6)/10000m取c=0.26mm，由(yóu)于螺旋密封(fēng)前有離心密(mì)封，可保證密(mi)封☎️性能，取大(da)間隙是為了(le)防止由于加(jia)工誤差及🥵安(ān)裝誤差📱，與軸(zhóu)發生摩擦。

  （5）、槽(cáo)深h，h由公式h=c*(υ-1)求(qiu)得：h=0.26*(5-1)=1.04，取為h=1.0mm。

  （6）、頭數(shu)i，頭數i由前面(mian)所讨論的按(àn)螺旋頭數的(de)選擇原則：高(gāo)轉速(n>5000r/min)，選單頭(tou)；低轉速(n<5000rmin)選多(duō)頭。由于本泵(bèng)n=2950r/min，根據有關資(zī)料推薦，取i=4。

  （7）、螺(luo)旋導程s，取s=16（取(qǔ)整便于加工(gōng)）；則由

  s=πd*tanα，α=5°49′。

  （8）、螺旋槽(cáo)寬a，齒寬b

  由公(gōng)式得a=πu*d*tanα/i=3.00mm

  b=π*(1-u)*d*tanα/i=1.0mm

  （9）、軸的角(jiǎo)速ω及螺旋圓(yuan)周速度v的計(jì)算：

  ω=2πn/60=308.9rad/s

  v=πn/60=7.6m/s

  （10）、螺旋按結(jié)構選取長度(du)為L=39.5mm

  （11）、螺旋密封(fēng)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(xī)油潤滑取粘(zhan)度系數偏小(xiao)μ=0.00223×9.8Pa/s，ω=308.9rad/s，d=0.065m，L=0.0395m，c=2.6×10-4

  m代入，計算得(dé)Δ p`=35800Pa。

  （12）、螺旋密封功(gong)耗計算N[1]

  N=πω2d3LCn/4c

  Cn由公(gōng)式求得： Cn=0.46，

  則N=14瓦(wǎ)

  機泵電機額(e)定功率為90KW，軸(zhou)功率75KW，螺旋密(mì)封功耗為14W，可(ke)見功耗很小(xiǎo)，對原機泵運(yùn)行不構成影(yǐng)響。

  4.2副葉輪離(lí)心密封的計(jì)算

  副葉輪離(lí)心作用所産(chan)生的密封壓(yā)力差ΔP″計算公(gōng)式為：[1]

  ΔP″=k2ω2(R22-R12)r/ 2

  =0.52×308.92×(0.0352-0.0252)×800/2

  =6403 Pa

  式中：R1、R2--------分(fèn)别為葉輪的(de)内徑，氣液相(xiang)界半徑的外(wài)徑

  k------------系數，與光(guang)滑圓盤近似(sì)，k＝0.5

  4.3螺旋密封和(hé)離心密封的(de)組合密封總(zǒng)壓力差

  組合(he)密封壓力差(chà)ΔP為螺旋密封(fēng)壓力差ΔP′和離(li)心密封壓力(lì)⛷️差ΔP″之和🔴即：ΔP＝ΔP′+ΔP″＝35800+6403＝42203Pa

  由(yóu)于軸承箱内(nèi)基本為常壓(ya)，箱内壓力與(yu)軸承箱外大(dà)氣壓相近，因(yīn)此組合密封(feng)總壓力差ΔP就(jiu)是防止潤滑(huá)油外串🤟的密(mi)封壓力，本💃🏻密(mì)封結構壓力(li)為0.04MPa，完全符合(hé)應略高于機(ji)内壓力的要(yào)求。

  4.4材料選擇(ze)

  由于軸承壓(yā)蓋不起承壓(ya)作用，可選A3鋼(gāng)，而甩油副葉(yè)輪不但起☀️甩(shuai)油及阻油作(zuò)用，而且也是(shì)軸承卡環，為(wei)防止多次😄拆(chai)卸🧑🏽‍🤝‍🧑🏻造成🤟損壞(huai)，可選用45鋼。

  5應(ying)用情況

  經過(guò)改造的油封(feng)，2025年12月，在酮苯(ben)車間泵305（型号(hào)為100Y－120×2）上進行了(le)試運行，後又(you)在泵430、泵351等機(jī)泵上進行了(le)安裝，經過四(sì)年多的運行(hang)，軸承箱壓蓋(gai)密封處無任(rèn)何洩漏，完全(quán)滿足設計🧑🏽‍🤝‍🧑🏻要(yào)求。在此之前(qian)♋，原密封結構(gou)由于經常發(fa)生洩漏，司泵(bèng)崗位操作員(yuan)的工作量很(hen)大，在每⁉️小時(shi)的巡檢中都(dōu)要對機泵潤(run)滑油進行補(bu)充，而且還發(fa)生過兩起因(yin)漏油造成的(de)設備抱軸事(shi)故，造成生産(chǎn)的波✔️動，由于(yú)漏油的普遍(bian)性也使現場(chang)衛生一直難(nán)以解決，給設(she)備現場管理(lǐ)帶來了難度(dù)。改造後，在換(huàn)油周期内機(jī)泵的潤滑油(you)基本不需要(yào)大🔞量補‼️充，大(da)大減輕了工(gōng)人的勞動強(qiang)度，現場狀況(kuang)明顯改🙇🏻觀，也(ye)為生産🌈平穩(wěn)運行創❗造了(le)有利條件。

  6 結(jie)論

  将原軸承(cheng)箱壓蓋處迷(mi)宮密封改為(wéi)離心密封與(yu)螺旋💋密封🏃‍♀️的(de)⛱️組合密封結(jie)構，利用離心(xin)密封作為初(chū)步節流阻漏(lou)密封，利用螺(luo)旋密封作為(wei)二次密封，可(ke)以保證軸頭(tóu)處無任何洩(xiè)漏。這種改進(jin)方法隻需改(gǎi)造軸承鎖緊(jǐn)螺母和軸承(chéng)箱壓蓋，對原(yuan)結構⛱️改動很(hen)小🧑🏽‍🤝‍🧑🏻，即能滿足(zú)密封要求，又(you)能适應原結(jié)構可利用空(kong)間❌小的限制(zhi)。該種密封結(jié)構簡單，制造(zào)、安裝方便，消(xiāo)耗動力小。從(cóng)實際使用效(xiào)果來看，完全(quan)改善了原結(jié)構造🏃🏻成的設(shè)備及周圍環(huán)境被油污染(ran)的局面，消除(chu)了生産隐患(huàn)；減輕工人勞(lao)動強度，促進(jin)了文明生産(chǎn)。此外，通過調(diao)整結構參數(shu)，将該結構也(yě)成功地應用(yòng)于65Y、150Y型泵上，同(tóng)樣取得了滿(mǎn)意的效果。因(yīn)此，該結構也(ye)可🐉适用于有(yǒu)類似問題的(de)其它機泵，有(you)極大的推廣(guang)價😄值。