燕化公(gōng)司煉油(yóu)廠100Y型油(yóu)泵，原軸(zhóu)承箱壓(ya)蓋和轉(zhuǎn)軸之間(jiān)的密封(fēng)結構為(wéi)迷宮密(mì)封，在迷(mi)宮密封(fēng)外加一(yī)防塵環(huan)，密封🔞性(xing)能🥰較差(cha)。由于泵(beng)的轉速(su)較高，在(zai)離心力(lì)的作用(yong)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻下，軸承(cheng)箱内的(de)潤滑油(yóu)沿軸從(cóng)🌍端蓋甩(shuai)出，漏油(you)現象非(fei)常普遍(biàn)，造成軸(zhóu)承箱💘、聯(lian)軸器及(jí)㊙️周圍地(di)面沾滿(man)油污，給(gei)安全生(sheng)産帶來(lái)隐患，同(tong)時造成(cheng)不必要(yao)💃🏻的潤滑(hua)油浪🏃🏻‍♂️費(fei)，又嚴重(zhòng)污染了(le)生産環(huán)境，影響(xiǎng)🏒文明生(shēng)産和企(qi)業的達(dá)标升級(jí)。如果操(cao)作員不(bú)能及時(shi)發💃🏻現，還(hái)有可能(néng)造成機(jī)泵的損(sun)壞。因此(ci)，改進原(yuan)油封結(jié)構，研制(zhi)一種密(mi)封性能(neng)優良、使(shi)🔞用壽命(ming)長的新(xin)👄型油✍️封(feng)結構以(yi)取代原(yuán)油封是(shì)非常必(bì)要的。

  2 原(yuán)密封結(jié)構存在(zai)的問題(ti)

  機泵運(yun)行中由(yóu)于油位(wei)限制，螺(luo)母下端(duān)浸入油(yóu)池中，把(bǎ)潤滑油(yóu)攪起，沿(yán)壓蓋内(nèi)表面淌(tang)下，直接(jiē)滴到旋(xuan)轉軸上(shàng)，軸上積(ji)油很多(duo)，被旋轉(zhuǎn)軸帶動(dong)，油沿軸(zhou)爬行，進(jin)入壓蓋(gai)與軸迷(mí)宮密封(fēng)🔱間隙，由(yóu)于迷宮(gong)密封間(jian)隙較大(dà)，而且密(mì)封阻力(lì)較🌂小，油(yóu)一旦進(jin)入迷宮(gōng)難以打(dǎ)回🔞，因而(ér)不斷沿(yán)軸外甩(shuǎi)出，在軸(zhóu)端處形(xíng)成積油(yóu)，使迷宮(gong)和防塵(chen)環起不(bu)到密封(feng)作用，即(jí)發生漏(lou)油。從以(yi)上分析(xī)可以看(kàn)出原油(you)封結構(gou)存在的(de)主要問(wèn)題是軸(zhóu)承鎖㊙️緊(jǐn)螺母太(tài)大和迷(mí)⁉️宮密封(feng)間隙太(tài)大起不(bú)到有效(xiào)的密封(feng)作用。

  3 改(gai)進方案(àn)的論證(zhèng)及初步(bu)選擇

  新(xīn)型防漏(lou)油結構(gòu)應滿足(zu)以下要(yào)求：首先(xiān)要保證(zheng)結合部(bù)分❌的密(mì)閉性。同(tóng)時，結構(gou)緊湊、系(xi)統簡單(dān)、制造維(wéi)修使用(yong)方便、成(chéng)品低廉(lian)、工作可(kě)靠，使用(yong)壽命長(zhang)。針對漏(lòu)油的主(zhǔ)要原因(yīn)，應從以(yi)下兩個(gè)方面入(ru)手進行(háng)改進，阻(zǔ)止漏油(yóu)。

  （1）、減少甩(shuǎi)油量

  軸(zhou)承鎖緊(jin)螺母浸(jin)油深度(du)（液面與(yǔ)鎖緊螺(luó)母的相(xiang)對距離(lí)）是影響(xiang)甩油量(liang)大小的(de)一個重(zhong)要因素(su)。減小螺(luó)母直徑(jing)，可以減(jian)小浸油(yóu)深🌏度，減(jian)小攪油(you)，從而減(jian)少落到(dao)軸上的(de)油量🔴，間(jian)接減少(shǎo)漏油量(liang)。

  （2）、改進原(yuán)油封結(jié)構

  對其(qi)結構分(fen)析，從密(mì)封原理(li)角度講(jiang)可考慮(lǜ)填塞或(huò)阻塞、分(fen)⛷️隔、引出(chu)或注入(ru)和流阻(zǔ)、反輸，以(yǐ)及這些(xiē)方案組(zu)合等方(fāng)☀️法。首先(xiān)對分隔(ge)，可采取(qǔ)機械密(mì)封。根據(ju)機械密(mi)封性能(néng)、适用範(fan)圍、壽命(mìng)來🙇‍♀️看，機(jī)械密封(feng)都能适(shì)用，但機(ji)械密封(feng)價格高(gao)，結構複(fú)雜，所需(xū)空間較(jiào)大，拆裝(zhuang)不便，不(bu)适♌于這(zhè)種小空(kong)間結構(gou)。其次考(kao)慮采用(yong)引出或(huò)注入方(fāng)法，能夠(gòu)達到密(mi)封要求(qiú)，但需要(yào)輔助裝(zhuāng)置，結構(gou)複雜，因(yin)而也不(bú)可取。再(zài)有考慮(lü)采用填(tián)塞和阻(zu)塞的方(fang)法，由于(yú)要求較(jiao)長的壽(shou)命，一些(xie)接觸型(xíng)密封如(rú)氈圈、檔(dang)圈、密封(fēng)圈、油封(feng)等與軸(zhou)接觸磨(mó)損，壽命(mìng)有限，不(bú)适合高(gāo)速🔆長周(zhou)期運轉(zhuǎn)，而且易(yi)發生抱(bào)軸，因而(ér)排除。*考(kao)慮采用(yong)流阻或(huò)反輸，或(huò)采用綜(zong)合方案(an)。流阻是(shì)利用密(mi)封件狹(xia)窄間🏃🏻隙(xì)或曲折(she)途徑造(zao)成密封(feng)❗所需要(yao)的流體(tǐ)阻力。反(fan)輸是利(lì)用💛密封(feng)件對洩(xiè)漏流體(ti)造成反(fǎn)壓，使♋之(zhī)部分平(píng)衡或完(wan)全平衡(héng)，将流體(tǐ)反💁輸到(dào)上遊，以(yi)達到密(mi)封的目(mù)的。其特(tè)點是無(wú)機械摩(mo)擦，結構(gòu)緊湊。流(liú)體反輸(shū)（也稱動(dong)壓）包括(kuò)迷宮螺(luo)旋密封(fēng)、動密封(feng)、螺旋密(mi)封等。考(kao)慮空⚽間(jiān)狹小、壽(shou)命長、功(gong)耗小、結(jié)構簡單(dān)、拆卸方(fang)便、價格(ge)低等要(yao)求💞，采用(yong)流阻或(huò)反輸及(jí)其🧑🏽‍🤝‍🧑🏻綜合(he)方案*。在(zai)流阻或(huo)反輸方(fang)案中，螺(luo)旋✍️密封(fēng)最能綜(zong)合滿足(zu)上📐述要(yao)求，因此(ci)優先考(kao)慮螺💘旋(xuan)密封。鑒(jian)于離心(xīn)密封可(kě)與其它(tā)密封配(pei)合使用(yong)，為保證(zhèng)密效果(guǒ)，選定螺(luó)旋密封(fēng)與離心(xin)密封組(zǔ)合形式(shì)。如圖🔞－1所(suǒ)示：

  4對于(yú)100Y泵的設(she)計計算(suàn)：

  根據理(li)論分析(xi)，螺旋密(mi)封螺旋(xuan)角α其在(zài)5°6′時功率(lü)最小，而(ér)15°39′時🐕取🌈同(tong)樣長度(dù)密封壓(ya)力*，結合(he)一些資(zī)料給出(chū)實際經(jīng)驗，兼🔞顧(gu)密封壓(ya)🙇‍♀️力、功率(lü)消耗及(ji)結構長(zhǎng)度，并留(liu)一定安(ān)全裕度(du)，設計如(rú)下：[1]、[2]

  4.1螺旋(xuan)密封參(cān)數的設(shè)計計算(suàn)

  （1）、螺旋角(jiao)α

  對于100Y泵(bèng)，軸端直(zhi)徑為d=65mm，外(wài)伸軸段(duan)可用螺(luo)旋密封(fēng)長度😍L0=56.5mm，其(qí)軸端與(yu)聯軸器(qi)相聯，留(liú)7mm間隔，故(gu)取密封(fēng)長度L=39.5mm。由(yóu)于長度(du)和直徑(jing)都較小(xiao)，由密封(feng)壓力公(gong)式（見後(hou)面）[1]，密封(feng)壓力較(jiào)小，故螺(luó)🈚旋角選(xuan)的較大(dà)，取為α=5°49′。那(nà)麼α的正(zhèng)切值🈚t=tanα=0.1019（此(ci)值由後(hòu)面計算(suan)得🏃‍♂️出）。

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

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

  （4）、密(mi)封間隙(xì)c推薦c=(0.6~2.6)/10000m取(qǔ)c=0.26mm，由于螺(luó)旋密封(fēng)前有離(li)心密封(fēng)，可保證(zhèng)密封性(xìng)能，取大(dà)間隙是(shì)為了防(fang)止由于(yu)加工誤(wù)✌️差及安(ān)裝誤差(cha)，與軸發(fā)生摩擦(ca)。

  （5）、槽深h，h由(you)公式h=c*(υ-1)求(qiu)得：h=0.26*(5-1)=1.04，取為(wéi)h=1.0mm。

  （6）、頭數i，頭(tou)數i由前(qián)面所讨(tǎo)論的按(an)螺旋頭(tóu)數的選(xuǎn)擇原🐕則(ze)：高轉速(sù)(n>5000r/min)，選🔞單頭(tou)；低轉速(sù)(n<5000rmin)選多頭(tóu)。由于本(běn)泵n=2950r/min，根據(jù)有關資(zī)料推🏃薦(jiàn)，取i=4。

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

  s=πd*tanα，α=5°49′。

  （8）、螺(luo)旋槽寬(kuan)a，齒寬b

  由(you)公式得(dé)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(luó)旋圓周(zhou)速度v的(de)計算：

  ω=2πn/60=308.9rad/s

  v=πn/60=7.6m/s

  （10）、螺(luo)旋按結(jie)構選取(qu)長度為(wei)L=39.5mm

  （11）、螺旋密(mì)封壓力(lì)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(ba)u=0.75，t=0.1019，υ=5.0代入得(de)：Cp=0.178，按Cp=0.178，稀油(you)潤滑取(qu)粘度系(xì)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(jì)算得Δ p`=35800Pa。

  （12）、螺(luó)旋密封(feng)功耗計(jì)算N[1]

  N=πω2d3LCn/4c

  Cn由公(gōng)式求得(de)： Cn=0.46，

  則N=14瓦

  機(jī)泵電機(jī)額定功(gōng)率為90KW，軸(zhou)功率75KW，螺(luó)旋密封(feng)功耗為(wei)14W，可🏃🏻‍♂️見功(gong)耗很小(xiao)，對原機(jī)泵運行(háng)不構成(cheng)影響。

  4.2副(fu)葉輪離(lí)心密封(feng)的計算(suàn)

  副葉輪(lún)離心作(zuò)用所産(chan)生的密(mi)封壓力(li)差ΔP″計算(suàn)公式為(wei)：[1]

  ΔP″=k2ω2(R22-R12)r/ 2

  =0.52×308.92×(0.0352-0.0252)×800/2

  =6403 Pa

  式中：R1、R2--------分(fen)别為葉(yè)輪的内(nei)徑，氣液(ye)相界半(bàn)徑的外(wai)徑

  k------------系數(shù)，與光滑(hua)圓盤近(jin)似，k＝0.5

  4.3螺旋(xuan)密封和(hé)離心密(mì)封的組(zu)合密封(fēng)總壓力(lì)差

  組合(hé)密封壓(ya)力差ΔP為(wéi)螺旋密(mì)封壓力(lì)差ΔP′和離(lí)心密封(fēng)壓力❗差(cha)ΔP″之和即(ji)：ΔP＝ΔP′+ΔP″＝35800+6403＝42203Pa

  由于軸(zhóu)承箱内(nèi)基本為(wei)常壓，箱(xiang)内壓力(li)與軸承(cheng)箱外大(da)氣壓相(xiàng)近🏃‍♀️，因此(ci)組合密(mì)封總壓(ya)力差ΔP就(jiù)是防止(zhǐ)潤滑油(yóu)外串❤️的(de)密封壓(ya)🐇力，本密(mì)封結構(gou)壓力為(wei)0.04MPa，完全符(fú)✂️合應略(luè)高于機(ji)内壓力(lì)的要求(qiu)。

  4.4材料選(xuan)擇

  由于(yú)軸承壓(yā)蓋不起(qi)承壓作(zuo)用，可選(xuǎn)A3鋼，而甩(shuǎi)油副葉(ye)輪不但(dàn)起甩油(you)及阻油(yóu)作用，而(ér)且也是(shì)軸承卡(kǎ)環，為防(fáng)止多次(cì)🛀拆卸造(zao)成損壞(huài)🏃，可選用(yong)45鋼。

  5應用(yòng)情況

  經(jing)過改造(zao)的油封(feng)，2025年12月，在(zai)酮苯車(chē)間泵305（型(xíng)号為100Y－120×2）上(shang)進🤟行了(le)試運❗行(hang)👅，後又在(zai)泵430、泵351等(děng)機泵上(shang)進行了(le)安裝，經(jing)過四年(nián)多的運(yùn)行，軸承(chéng)箱壓蓋(gài)密封處(chù)無任何(hé)洩漏🌈，完(wán)全滿足(zu)設計要(yào)求。在此(cǐ)之前，原(yuan)密封結(jie)構由于(yu)經常發(fā)生洩漏(lòu)，司泵崗(gang)位操作(zuò)員的工(gōng)作量很(hen)大，在每(měi)小時的(de)巡檢中(zhōng)都要對(duì)機泵潤(rùn)滑油進(jin)行補充(chōng)，而且還(hái)發生過(guo)兩🛀起因(yīn)漏油造(zào)成的設(she)備抱軸(zhóu)事故，造(zao)成☎️生産(chǎn)的波動(dong)，由于漏(lou)油的普(pǔ)遍性也(yě)👣使現場(chǎng)衛生一(yī)⛹🏻‍♀️直難以(yǐ)解決，給(gei)設備現(xian)場管理(li)帶來了(le)難度。改(gai)造後🚶，在(zai)換油周(zhou)期内機(jī)泵的㊙️潤(run)滑油基(jī)本不需(xu)要大量(liang)補⚽充，大(dà)大減輕(qing)了工人(rén)的勞動(dòng)強度，現(xian)場狀👨‍❤️‍👨況(kuang)明顯改(gai)觀，也為(wéi)生産平(ping)穩運行(hang)創造了(le)有利條(tiáo)件。

  6 結論(lùn)

  将原軸(zhóu)承箱壓(yā)蓋處迷(mi)宮密封(fēng)改為離(li)心密封(feng)與螺🌐旋(xuán)密封的(de)組合密(mì)封結構(gòu)，利用離(lí)心密封(feng)作為初(chu)步節流(liu)阻漏密(mì)封，利用(yong)螺旋密(mi)封作為(wei)二次密(mì)封，可以(yi)保證軸(zhou)頭處無(wu)任何洩(xiè)漏。這種(zhong)改進方(fang)♈法隻需(xu)改造軸(zhou)承鎖緊(jǐn)螺母和(he)軸承箱(xiang)壓蓋，對(dui)原結構(gou)改動很(hěn)小，即能(neng)滿足密(mi)封要求(qiú)，又能适(shì)應原結(jie)構可利(lì)用空間(jiān)📱小的限(xiàn)制。該種(zhong)密封結(jié)構簡單(dan)，制造、安(ān)裝方便(biàn)，消耗動(dong)力小。從(cong)實際使(shǐ)用效果(guo)來看，完(wán)全🚩改善(shan)了原結(jie)構造成(chéng)的設備(bei)及周圍(wei)環境被(bèi)油污染(ran)的局面(miàn)，消除了(le)生産隐(yǐn)患；減輕(qīng)工人勞(láo)🛀🏻動強度(du)，促進了(le)文明生(sheng)産。此外(wài)，通過調(diao)整結構(gou)參數，将(jiang)該結構(gou)也成功(gong)地應用(yong)于65Y、150Y型泵(bèng)上，同樣(yang)取得了(le)滿意的(de)效果。因(yīn)此，該結(jié)構也可(ke)🌐适用❤️于(yu)有類似(sì)問題的(de)其它機(ji)泵，有極(ji)大的推(tui)廣價值(zhi)。