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　　摘　要：分析了水渣工段渣漿泵軸頭骨架油封易泄漏和軸（軸套）易磨損的原因，采用磁性雙端面機(jī)械密封進(jìn)行改造。對(duì)磁性雙端面機(jī)械密封的幾何安裝尺寸進(jìn)行計(jì)算，確定合理的材料，并提出安裝運(yùn)行注意事項(xiàng)。試驗(yàn)結(jié)果證明，采用磁性雙端面機(jī)械密封解決了水渣工段渣漿泵軸頭泄漏量大，易磨軸等問(wèn)題。
　　關(guān)鍵詞：渣漿泵；骨架油封；密封失效；磁性雙端面機(jī)械密封
　　1　存在的問(wèn)題
　　我廠1800高爐水渣工段使用150ZJ-60型渣漿泵為四開(kāi)二備，軸頭密封的使用工況為：介質(zhì)320^#機(jī)械油，工作壓力0．3MPa，工作溫度小于60℃，介質(zhì)酸堿性為中性，泵的轉(zhuǎn)速1470r/min^[1]。根據(jù)工況，軸頭密封形式采用典型的骨架油封結(jié)構(gòu)，如圖1所示。其作用是防止渣漿泵軸承箱漏油，從而保護(hù)軸承，有效提高軸承的使用壽命。該骨架油封雖然價(jià)格便宜，安裝方便，但為了確保骨架油封的使用壽命，在密封過(guò)程中必須有一定的泄漏量，同時(shí)產(chǎn)品磨損嚴(yán)重，需要經(jīng)常進(jìn)行調(diào)整，使用壽命短，導(dǎo)致該泵檢修頻繁，設(shè)備維修費(fèi)用高，檢修強(qiáng)度大。一般使用不足30天骨架油封就嚴(yán)重泄漏，需要不定時(shí)地加油。 　　2　原因分析
　　為了解決渣漿泵的軸承箱骨架油封泄漏頻繁問(wèn)題，從骨架油封安裝質(zhì)量、骨架油封的正常維護(hù)和更換骨架油封材料等方面著手進(jìn)行改造。從密封原理來(lái)看，骨架油封的密封主要取決于形成液膜。該骨架油封密封失效頻繁的原因主要有以下3個(gè)方面：
　?。?）潤(rùn)滑不足。骨架油封在工作狀態(tài)下由于潤(rùn)滑油供應(yīng)量不足，油回不到唇口部，因而油封唇口處在干燥狀態(tài)下滑動(dòng)，產(chǎn)生異常磨損。
　?。?）骨架油封產(chǎn)品本身的需要。由于骨架油封密封的原理就是需要在唇口處產(chǎn)生液膜，因而會(huì)存在一定的泄漏量。
　?。?）組裝不良。無(wú)論油封的結(jié)構(gòu)多么合理，但只要油封組裝不良將會(huì)影響油封的正常使用。油封安裝偏心大或傾斜安裝，都會(huì)對(duì)密封唇口造成偏磨損，同時(shí)對(duì)軸或軸套也有一定的磨損。
　　基于以上骨架油封密封失效的原因分析，決定采用磁性雙端面機(jī)械密封進(jìn)行改造。
　　3　磁性雙端面機(jī)械密封改進(jìn)
　　磁性雙端面機(jī)械密封的原理是利用高強(qiáng)度的磁場(chǎng)，通過(guò)一定的空間距離，并穿透一定的磁性物質(zhì)，傳遞轉(zhuǎn)動(dòng)或平動(dòng)的機(jī)械能量。在能量傳遞過(guò)程中，不破壞容器的完整性，保證了密封性能的安全可靠，而能量傳遞平穩(wěn)可靠，效率高，無(wú)任何振動(dòng)及電磁和噪聲污染，是一種安全、可靠的傳動(dòng)密封技術(shù)。
　　如圖2所示為磁性雙端面機(jī)械密封的結(jié)構(gòu)圖^[2]。磁性雙端面機(jī)械密封的工作過(guò)程為：動(dòng)環(huán)2與轉(zhuǎn)動(dòng)軸（軸套）連接并一起旋轉(zhuǎn)；靜環(huán)1和靜環(huán)4與金屬件連接，并與動(dòng)環(huán)2緊靠形成2對(duì)摩擦副，依靠永久磁鐵提供磁力，形成端面貼合力達(dá)到密封的目的。由于磁鐵雙端面機(jī)械密封將骨架油封軸向密封轉(zhuǎn)換成了徑向密封，密封更為可靠。磁鐵雙端面機(jī)械密封克服了骨架油封的諸多缺點(diǎn)，有如下優(yōu)點(diǎn)：（1）泄漏量少或者不泄漏；（2）使用壽命長(zhǎng)，一般為3年；（3）使用周期長(zhǎng)；（4）摩擦耗損?。唬?）軸或軸套不易被磨損；（6）無(wú)需經(jīng)常進(jìn)行調(diào)整。為此決定將原來(lái)的骨架油封改為磁性雙端面機(jī)械密封。 　　由于該泵的軸外徑較大（Ø130mm），軸外徑處的線速度為v=10m/s（v=πnd^[4]，其中v為線速度，m/s；n為轉(zhuǎn)速，r/s；d為軸外徑，m），從滿足使用工況、經(jīng)濟(jì)合理和磁性雙端面機(jī)械密封幾何尺寸（原骨架油封必須能安裝磁性雙端面機(jī)械密封）方面考慮，決定將軸外徑改為Ø120mm，以降低線速度和滿足磁性雙端面機(jī)械密封的選型。圖3為改造后的磁力雙端面機(jī)械密封結(jié)構(gòu)示意圖。為避免軸承使用周期短的問(wèn)題，將軸承換成了SKF軸承，并且將其精度等級(jí)提高一級(jí)。 　　3.1 磁性雙端面機(jī)械密封的裝配尺寸計(jì)算
　　根據(jù)泵的軸承外徑的Z小加工尺寸為Ø120mm、溝槽的直徑Ø150mm、溝槽的長(zhǎng)度30mm，計(jì)算出待選的磁性雙端面機(jī)械密封端面接觸內(nèi)徑125mm和外徑135mm。根據(jù)密封環(huán)與軸的間隙和溝槽尺寸，粗略計(jì)算出磁性雙端面機(jī)械密封的外形尺寸。
　　3.2 密封材料確定
　　根據(jù)使用工況，靜環(huán)材料選用硬度較高、抗震性較強(qiáng)、化學(xué)適應(yīng)性好的鈦合金，動(dòng)環(huán)材料選用自潤(rùn)滑性好、韌性強(qiáng)的浸銻石墨，這2種材料組對(duì)的摩擦副適用于工業(yè)潤(rùn)滑油環(huán)境，并且性價(jià)比高，使用壽命長(zhǎng)。輔助密封O型圈材料選擇為氟橡膠VITON，其它基體材料選用抗腐蝕性強(qiáng)的316L不銹鋼。
　　通過(guò)與磁性雙端面機(jī)械密封生產(chǎn)廠家聯(lián)系，廣州機(jī)械科學(xué)研究院生產(chǎn)的磁性雙端面機(jī)械密封的安裝尺寸滿足現(xiàn)場(chǎng)要求。
　　3.3 安裝運(yùn)行注意事項(xiàng)
　　為了保證密封安裝和工作的可靠性，需對(duì)泵進(jìn)行如下檢查：
　　（1）檢查軸：
　?、佥S的光潔度不低于6級(jí)，用手指在軸上滑動(dòng)感應(yīng)是光滑的；
　　②確認(rèn)軸的直徑在公差范圍內(nèi)（±0.05mm）；
　?、巯械拿毯图饨牵绕渥鉕型圈所通過(guò)的地方，特別是鍵槽端口，以防止O型圈被劃傷；
　?、苡脺y(cè)量表測(cè)量密封處軸的跳動(dòng)情況，其徑向跳動(dòng)量不得超過(guò)0.5mm；
　?、莘胖脺y(cè)量表在軸的末端，沿軸向用力推或拉軸以測(cè)量軸的串動(dòng)，其串動(dòng)量不得超過(guò)0.3mm。
　?。?）檢查密封腔及密封腔外端面：
　?、俅_認(rèn)密封腔潔凈；
　?、诖_認(rèn)密封腔端面是平整光滑的，要求其光潔度不低于5級(jí)（或粗糙度不大于3.2μｍ）；
　?、塾脺y(cè)量?jī)x固定在軸上，測(cè)量頭放于端面，緩慢旋轉(zhuǎn)軸，測(cè)量出的垂直度不得大于0.3mm。
　　4　結(jié)束語(yǔ)
　　通過(guò)改造，該泵的軸承箱密封未見(jiàn)有明顯泄漏現(xiàn)象，運(yùn)行1年后停泵檢修，更換了軸承，同時(shí)將磁性雙端面機(jī)械密封保護(hù)套再次裝上，安裝完畢后工作正常，運(yùn)行平穩(wěn)，仍無(wú)泄漏現(xiàn)象。
　　1800高爐水渣工段使用的150ZJ-60型渣漿泵軸頭骨架油封改造為磁性雙端面機(jī)械密封，雖然一次投資較大，但它可節(jié)約物耗、能耗，延長(zhǎng)設(shè)備運(yùn)行周期，提高設(shè)備安全性，降低人員勞動(dòng)強(qiáng)度，企業(yè)在一年內(nèi)可收回全部投資，經(jīng)濟(jì)效益明顯。
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