機械密封的主要密封點——動密封點,是由與軸線垂直的作旋轉(zhuǎn)運動的動環(huán)端面和靜環(huán)端面相互貼合而成的。彈簧在密封端面上產(chǎn)生的壓緊力即彈簧比壓,是使密封端面在低壓啟動、運轉(zhuǎn)及停車情況下始終保持貼合,維持良好的密封狀態(tài)的必要前提。而當密封端面磨損時,靠彈簧比壓克服密封圈與軸的磨擦力,保證動環(huán)沿軸向移動,補償端面磨損,保證密封。
由于彈簧比壓值的大小直接影響密封的可靠性,如彈簧比壓值過大,密封面壓得過緊,磨損加劇;彈簧比壓值過小,密封面不能很好貼合,彈簧力抵抗不了內(nèi)部氣體介質(zhì)的壓力或端面磨損得不到補償,造成機械密封的泄漏。所以選擇合理的彈簧比壓值是密封可靠性的關(guān)鍵。彈簧比壓不夠,采取以下兩種方法消除泄漏:(1)在動環(huán)背后加墊來補償彈簧力。(2)用刮dao與砂布刮研、打磨密封腔與彈簧座及“V”型圈的配合處,使彈簧力作用在磨擦副的緊密貼合上。





在密封端面接觸和摩擦正常時,能夠進入密封端面的固體雜質(zhì)都是極細微的,也容易被密封水沖走,因此,對密封泄漏沒有什么影響。較大固體顆粒進入密封端面,造成磨損加劇的情況,都是在密封工作不正常時發(fā)生的。大體分為以下幾種情況:
(1)在停機或檢修后,試車初期,由于管路較臟或密封水質(zhì)不好,固體雜質(zhì)容易進入密封端面。因此,機械密封摩擦面磨損較快。
(2)雙端面機械密封在密封水壓力波動,甚至低于泵、機內(nèi)壓力時,泵體內(nèi)帶有雜質(zhì)的化工介質(zhì)從內(nèi)端面進入密封室,部分雜質(zhì)存留在密封端面上,造成磨損加劇,單端面內(nèi)裝機械密封,由于介質(zhì)壓力波動,密封端面進入雜質(zhì)的可能性較雙端面小得多,相對壽命較長。
(3)由于種種原因雜質(zhì)進入密封端面。過氧機械密封端面早期嚴重磨損,從磨損機理來看,主要是顆粒磨損,粘著磨損只有在個別情況下才能發(fā)生,因此,我們只討論顆粒磨損。過氧顆粒磨損速率是很高的,大大降低了機械密封的使用壽命。顆粒磨損不僅使軟密封環(huán)(石墨環(huán))摩損,而且使硬密封環(huán)(主要是硬質(zhì)合金動環(huán))磨損,顆粒磨損表面有明顯的大致規(guī)則的刻痕和溝槽。顆粒磨損的實質(zhì)是硬的顆粒在垂直分力作用下,刺入摩擦面,而在切向分力作用下作相對運動,從而使摩擦表面進行微切削和犁皺的過程。顆粒磨損不僅與材料的硬度和端面比壓有關(guān),而且和材料的顯微組織、試驗溫度、載荷性質(zhì)和應(yīng)力大小、磨粒的尺寸和硬度以及摩擦面的化學(xué)性質(zhì)等因素有關(guān)。
例:某一CE7120液壓仿形車床,在工作中出現(xiàn)仿形刀架引刀下行轉(zhuǎn)縱向進給切削時沖刀,致使打刀、廢活現(xiàn)象頻發(fā),機床無法正常工作。
檢測與維修:檢查各液壓控制元件均無故障,維修工作一時進入盲區(qū)。拆檢刀架縱向油缸,發(fā)現(xiàn)活塞油封“O”形密封圈外圓已經(jīng)磨平,同時發(fā)現(xiàn)活塞外圓尺寸不合要求(屬機床制造原因),直徑方向小于標準尺寸0.8mm,活塞和油缸體間隙很大,導(dǎo)致縱向油缸兩腔互通竄油。維修時,更換了合格的活塞以及“O”形密封圈后機床沖刀故障排除。
分析其原因是在仿形刀架引刀下行到位的瞬間,刀架整體受一個沖力F’,該力分解后有一個水平推力F’1作用于縱向油缸活塞桿上,與此同時,電磁閥34E1-25B工作,縱向油缸有桿腔接通壓力油,無桿腔接通調(diào)速閥回油路,活塞有桿腔受力F由兩部分完成,一為F’1,另一為F1=A1P1,其中A1為無桿腔的受力面積,那么F=F’1+F1。正常情況下,活塞在力F的作用下開始向無桿腔移動,由于液壓油的不可壓縮性,無桿腔內(nèi)液壓油壓力急驟升高給活塞形成背壓,活塞受力平衡按調(diào)速閥調(diào)定速度平穩(wěn)走刀。該瞬間因有%F’1的作用,縱向油缸腔內(nèi)壓力P2就會大于P1。實際中,油缸兩腔因間隙竄通,在P2>P1的瞬間,液壓油有從高壓區(qū)無桿腔向低壓區(qū)有桿腔流動的趨勢,流動一旦產(chǎn)生,P2降低,P1升高,F(xiàn)1增大,活塞受力失去平衡,活塞帶動刀架快速向無桿腔方向移動。而瞬間過后,因仿形刀架下行結(jié)束,作用在縱向油缸活塞上的水平推力F’1自行消失,活塞快速移動結(jié)束,刀架走刀趨于平穩(wěn),沖刀現(xiàn)象結(jié)束。
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