燕化公司煉油(yóu)廠100Y型油泵，原軸(zhóu)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(fēng)外加一防塵環(huán)，密封性能較差(cha)。由于泵的轉速(sù)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(shuǎi)出，漏💃油現象非(fēi)常普遍，造成軸(zhou)承箱🤞、聯軸器及(ji)周圍地面㊙️沾滿(mǎn)油污，給安全生(shēng)産帶來隐患，同(tóng)時❤️造成不必要(yào)🥰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(bu)能及時發現，還(hai)有可能造成機(ji)⛹🏻‍♀️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(shi)⭐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(yuan)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(duan)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(xuán)轉💃軸上，軸上積(jī)油很多，被旋轉(zhuan)軸帶動，油沿軸(zhou)爬行，進入壓蓋(gài)與軸迷宮密封(feng)📧間隙，由于迷宮(gōng)密封間隙較大(da)，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(you)，使迷宮和防塵(chen)環起不🌈到密封(feng)作用，即發生漏(lou)油。從以上分析(xi)可以看出原油(yóu)封結構存在的(de)主❗要問題是軸(zhou)承鎖緊螺母太(tai)大和迷🧑🏾‍🤝‍🧑🏼宮密封(fēng)間隙太大起不(bú)到有效的密封(feng)作🚶用。

  3 改進方案(an)的論證及初步(bù)選擇

  新型防漏(lòu)油結構應滿足(zu)以下要求：首先(xiān)要保證結合部(bù)分的密閉性。同(tong)時，結構緊湊、系(xi)統簡單、制造維(wéi)修使用方便、成(chéng)⛷️品低廉、工作可(ke)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(rù)手進行改進，阻(zǔ)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(luo)母的相對距離(lí)♌）是影響甩油量(liang)大小的一個重(zhòng)要因素。減小螺(luó)母直徑，可以減(jian)小浸🈲油深度，減(jiǎn)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(yuán)油封結構

  對其(qi)結構分析，從密(mi)封原理角度講(jiǎng)可考慮填塞或(huo)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(fang)法。首先對分隔(gé)，可采取機械密(mì)封。根據機🐅械密(mi)封🔱性能、适用範(fàn)圍、壽命來看，機(ji)械密封都能适(shi)⛹🏻‍♀️用，但機械密封(feng)價格高，結構複(fu)雜，所需空✨間較(jiào)大，拆㊙️裝不便，不(bú)适💃于這種小空(kong)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(qiú)，但需要輔👣助裝(zhuang)置，結構複雜，因(yin)而也不可取。再(zài)有考慮采用填(tián)塞和阻塞的方(fāng)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(feng)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(zhuǎn)，而且易發生抱(bào)軸，因🆚而排除。*考(kǎo)慮采用流阻或(huo)反輸，或采用綜(zōng)合方案。流阻是(shi)利用密封件狹(xiá)窄間♈隙或曲折(shé)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(xie)漏流體造成反(fan)壓，使💃🏻之部分平(ping)衡或完全平衡(héng)，将流體反輸到(dao)上遊，以達到密(mi)‼️封的目的。其特(te)點是無機械摩(mo)🔴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(feng)、螺🌈旋密封等。考(kǎo)慮空間狹小、壽(shou)命長、功耗小、結(jié)構簡單、拆卸方(fāng)💜便、價格低等要(yao)📞求，采用流阻或(huo)反輸及其綜合(hé)方案*。在流阻或(huo)反輸方案中，螺(luo)旋🐅密封最能綜(zōng)合滿足上述要(yao)求，因此優先考(kao)慮螺🐪旋密封。鑒(jiàn)于離心密封可(kě)與其它密封配(pei)合使用☎️，為保證(zhèng)密效果，選定螺(luó)旋密封與離心(xīn)密封組合形式(shi)。如圖－1所示：

  4對于(yú)100Y泵的設計計算(suan)：

  根據理論分析(xī)，螺旋密封螺旋(xuán)角α其在5°6′時功率(lǜ)最小，而15°39′時取同(tong)樣長度密封壓(ya)力*，結合一些資(zi)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(liú)一定安全裕度(dù)，設計如下：[1]、[2]

  4.1螺旋(xuan)密封參數的設(she)計計算

  （1）、螺旋角(jiǎo)α

  對于100Y泵，軸端直(zhí)徑為d=65mm，外伸軸段(duan)可用螺旋密封(feng)長度L0=56.5mm，其軸端與(yǔ)聯軸器相聯，留(liu)7mm間隔，故取密封(fēng)長度L=39.5mm。由于🔞長度(du)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(fēng)前有離心密封(feng)，可保證密封性(xing)能，取大間隙是(shi)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(qián)面所讨論的按(àn)螺旋頭數的選(xuǎn)擇原則：高轉速(su)(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(zī)料推♈薦，取💃i=4。

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

  s=πd*tanα，α=5°49′。

  （8）、螺(luo)旋槽寬a，齒寬b

  由(you)公式得a=πu*d*tanα/i=3.00mm

  b=π*(1-u)*d*tanα/i=1.0mm

  （9）、軸的角(jiǎo)速ω及螺旋圓周(zhōu)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(gong)式求得： Cn=0.46，

  則N=14瓦

  機(jī)泵電機額定功(gong)率為90KW，軸功率75KW，螺(luó)旋密封功耗為(wéi)14W，可見💁功耗很小(xiao)🥵，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(lun)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(ye)輪的内徑，氣液(yè)相界半徑的外(wai)徑

  k------------系數，與光滑(hua)圓盤近似，k＝0.5

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

  組合(he)密封壓力差ΔP為(wei)螺旋密封壓力(li)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(xiàng)近，因此組合密(mi)封總壓力差ΔP就(jiù)是防止潤滑油(you)外串的密封壓(ya)力，本密封結構(gou)壓力為0.04MPa，完全符(fu)合應略高于機(ji)内壓力的要求(qiú)。

  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(you)及阻油作用，而(er)且也是軸承卡(kǎ)環，為防止多次(ci)拆卸🔞造成損壞(huài)，可選用45鋼。

  5應用(yòng)情況

  經過改造(zào)的油封，2025年12月，在(zai)酮苯車間泵305（型(xing)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(jing)💋過四年多的運(yun)行，軸承箱壓蓋(gài)密封處無任何(he)洩漏，完全滿🎯足(zú)設計🐪要求。在此(ci)之前，原密封☀️結(jie)構由于經常發(fā)生洩漏，司泵崗(gǎng)位操作員的工(gōng)作量很大，在每(měi)小時的巡檢中(zhong)都要對機泵潤(rùn)滑油進行補充(chōng)，而且還發生過(guò)兩起因漏油造(zào)成的設備抱軸(zhóu)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(yī)💔直難以解決，給(gěi)設備現場管理(li)帶來了⁉️難⚽度。改(gai)造後，在換油周(zhou)期内機泵的潤(run)滑油🌂基本不需(xu)要大量補充，大(da)大減輕了工🙇🏻人(ren)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(lùn)

  将原軸承箱壓(ya)蓋處迷宮密封(feng)改為離心密封(feng)與螺旋密封的(de)組合密封結構(gòu)，利用離心密封(fēng)作為初步節流(liu)阻漏密封，利用(yong)螺旋密封作為(wéi)二次密封，可以(yi)保證軸頭處無(wu)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(neng)滿足密封要求(qiu)，又能💛适應原結(jie)構可利用空間(jian)小的限制。該種(zhong)密封結構簡單(dan)，制造、安裝方便(biàn)，消耗動力小。從(cóng)實際使用效果(guo)🔴來看，完全改善(shàn)了原結構造🔅成(cheng)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(shēng)産。此外，通過調(diao)整結構參數，将(jiāng)📧該結構也成功(gong)地應用于65Y、150Y型泵(beng)上，同樣取得了(le)滿意的💋效果。因(yīn)此，該結構也可(ke)⛱️适用于有類似(si)問題的其它機(jī)泵，有極大的推(tuī)廣價值。