燕化(huà)公司煉油(you)廠100Y型油泵(beng)，原軸承箱(xiāng)壓蓋和轉(zhuan)軸之間的(de)密封結構(gòu)為迷宮密(mi)封，在迷宮(gong)密封外加(jia)一防塵環(huán)🌈，密封性能(neng)較差。由于(yu)泵的轉速(sù)較高，在離(li)心力的作(zuò)用下，軸承(cheng)箱内的潤(run)滑油沿軸(zhóu)從端蓋甩(shuai)出，漏油現(xiàn)象非常普(pu)遍，造成軸(zhou)承箱㊙️、聯軸(zhóu)器及周圍(wei)地面🈲沾滿(man)油污，給安(an)全生産帶(dài)來隐患，同(tóng)時造成不(bu)必要的潤(rùn)滑油浪費(fèi)，又嚴重污(wū)染了生産(chan)環境，影響(xiǎng)文明生産(chǎn)和企業的(de)達标升級(jí)。如果操作(zuo)員不能及(ji)時發現，還(hai)有可能造(zao)成機🐇泵的(de)損壞。因此(ci)，改進🈲原油(yóu)封結構，研(yán)制一種密(mi)封性能優(you)良、使用壽(shòu)命長的新(xīn)型油封結(jie)構以取代(dai)原油封是(shi)非常必要(yao)的。

  2 原密封(fēng)結構存在(zai)的問題

  機(jī)泵運行中(zhōng)由于油位(wèi)限制，螺母(mǔ)下端浸入(ru)油池中，把(bǎ)潤滑油㊙️攪(jiǎo)起，沿壓蓋(gai)内表面淌(tang)下，直接滴(dī)到旋轉軸(zhou)上，軸上積(jī)油很多🌈，被(bèi)旋轉軸帶(dài)動，油沿軸(zhóu)爬行，進入(rù)壓蓋與軸(zhóu)迷宮密封(fēng)📐間隙，由于(yu)迷宮密封(fēng)間隙較大(dà)，而且密封(fēng)阻力較小(xiao)，油一旦進(jìn)入迷宮難(nán)以打回💋，因(yīn)而不斷沿(yán)軸外甩出(chū)，在軸端處(chu)形成❗積油(yóu)，使迷宮和(hé)防塵環起(qǐ)不到密封(feng)作用，即發(fa)生漏油。從(cong)以🛀上分析(xi)可以看出(chu)原油封結(jié)構存在的(de)主要問題(tí)是軸承鎖(suǒ)緊螺母太(tai)大和迷宮(gōng)密封間隙(xi)太大起不(bu)到有效的(de)密封作用(yong)。

  3 改進方案(àn)的論證及(ji)初步選擇(ze)

  新型防漏(lòu)油結構應(ying)滿足以下(xia)要求：首先(xiān)要保證結(jie)㊙️合⭐部分的(de)密閉性。同(tóng)時，結構緊(jin)湊、系統簡(jian)單、制造維(wei)🐆修使用方(fang)便、成品低(di)🐕廉、工作可(ke)靠，使用壽(shou)命長。針對(dui)🤞漏油的💋主(zhu)要原因，應(yīng)從以下兩(liǎng)☂️個方面入(rù)手進行改(gǎi)進，阻止漏(lou)油。

  （1）、減少甩(shuǎi)油量

  軸承(chéng)鎖緊螺母(mu)浸油深度(dù)（液面與鎖(suǒ)緊螺母的(de)相對距💞離(lí)）是影響甩(shuǎi)油量大小(xiao)的一個重(zhòng)要因素。減(jiǎn)小螺母直(zhí)徑，可以減(jiǎn)小浸♊油深(shēn)度，減小攪(jiǎo)油，從而減(jian)少落🔴到軸(zhou)上♊的油量(liang)，間接減少(shao)漏油量。

  （2）、改(gǎi)進原油封(fēng)結構

  對其(qí)結構分析(xi)，從密封原(yuan)理角度講(jiǎng)可考慮填(tian)塞或阻塞(sai)、分隔💞、引出(chu)或注入和(hé)流阻、反輸(shu)，以及這些(xie)方案組合(hé)🌈等方🙇🏻法。首(shou)⛷️先對分隔(ge)🔅，可采取機(jī)械密封。根(gen)據機械密(mì)封性能、适(shì)用範圍、壽(shòu)命來看，機(jī)械密封都(dou)能适用，但(dan)機械密封(feng)價格高，結(jié)構複雜，所(suǒ)需空間較(jiao)大，拆裝不(bú)便，不适于(yu)這種小空(kōng)間結構。其(qí)次考慮采(cǎi)用引出或(huò)注入方法(fǎ)🔴，能夠達到(dào)密封要求(qiú)，但需要輔(fu)助裝置，結(jie)構複✨雜，因(yin)而也不可(kě)取。再有考(kǎo)慮采用填(tián)塞和阻塞(sāi)的方法，由(you)于要❌求較(jiào)長的壽命(mìng)，一些接觸(chu)型密封如(rú)氈圈、檔圈(quan)、密封圈、油(you)封等與軸(zhou)接觸磨損(sǔn)🔞，壽命有限(xiàn)，不适合高(gao)速長周期(qī)💰運轉，而且(qiě)易發生抱(bào)軸，因而排(pái)除。*考慮采(cai)用流阻或(huò)反輸，或采(cai)用綜合方(fang)案。流✉️阻是(shi)利用密封(feng)件狹窄間(jiān)隙或曲折(she)途徑造成(cheng)密封所需(xu)要的流體(ti)阻力。反輸(shū)是利用密(mì)封件對洩(xie)漏流♋體造(zao)成反壓，使(shǐ)之部🌐分平(ping)衡或完全(quán)平衡，将流(liú)體反🈲輸到(dao)上遊，以達(dá)到密封的(de)目的。其特(tè)點👅是無機(ji)械摩擦，結(jié)構緊湊。流(liú)體反輸（也(ye)稱動壓）包(bāo)括迷🚶宮螺(luó)旋密封、動(dòng)密封、螺☔旋(xuán)密封等。考(kao)慮空間狹(xia)小、壽命長(zhǎng)、功耗小、結(jie)構簡單、拆(chāi)卸方便、價(jia)格低等要(yào)📐求🈲，采用流(liu)阻或反輸(shu)及其綜合(hé)方案*。在流(liu)阻或反輸(shu)方案中，螺(luó)旋密封最(zuì)能綜合滿(mǎn)足上述要(yào)求，因此優(you)先考慮螺(luo)旋密封。鑒(jiàn)于離心密(mì)封可與其(qi)它密封配(pei)合使用，為(wei)保證密㊙️效(xiao)果，選定螺(luó)旋密封與(yǔ)離心密封(feng)組合形式(shi)。如圖☂️－1所示(shì)：

  4對于100Y泵的(de)設計計算(suan)：

  根據理論(lun)分析，螺旋(xuán)密封螺旋(xuán)角α其在5°6′時(shi)功率最小(xiao)，而🥰15°39′時🔴取同(tóng)樣長度密(mì)封壓力*，結(jié)合一些資(zī)料給出實(shí)際經驗，兼(jian)👉顧密封壓(yā)力、功率消(xiao)耗及結構(gou)長度，并留(liu)一定安全(quán)裕度，設計(jì)如下：[1]、[2]

  4.1螺旋(xuan)密封參數(shu)的設計計(jì)算

  （1）、螺旋角(jiǎo)α

  對于100Y泵，軸(zhou)端直徑為(wei)d=65mm，外伸軸段(duan)可用螺旋(xuan)密封長度(dù)L0=56.5mm，其❗軸端與(yu)聯💜軸器相(xiang)聯，留7mm間隔(ge)，故取密封(feng)長度L=39.5mm。由于(yú)長度和直(zhi)徑都較小(xiao)，由密🌏封壓(yā)力公式（見(jian)後面）[1]，密封(feng)壓力較小(xiǎo)，故螺旋角(jiao)選的較大(da)，取為α=5°49′。那麼(me)α的正切值(zhí)t=tanα=0.1019（此值由後(hou)面計算得(de)出）。

  （2）、相對槽(cáo)寬u一般取(qu)u=0.5~1.0，這裡u=a/(a+b)=0.75。

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

  （4）、密(mì)封間隙c推(tui)薦c=(0.6~2.6)/10000m取c=0.26mm，由于(yú)螺旋密封(feng)前有離心(xin)密封，可保(bao)證密封🔴性(xìng)能，取大間(jian)隙是為了(le)防止由于(yú)加工誤差(cha)及安裝誤(wu)差✂️，與軸發(fa)生🐆摩擦。

  （5）、槽(cao)深h，h由公式(shì)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(shu)i由前面所(suo)讨論的按(an)螺旋頭數(shù)的選擇原(yuan)則：高轉⁉️速(su)(n>5000r/min)，選單頭；低(di)轉速(n<5000rmin)選多(duō)頭。由于本(běn)泵n=2950r/min，根據有(yǒu)關資料推(tuī)薦，取i=4。

  （7）、螺旋(xuán)導程s，取s=16（取(qu)整便于加(jiā)工）；則由

  s=πd*tanα，α=5°49′。

  （8）、螺(luó)旋槽寬a，齒(chi)寬b

  由公式(shi)得a=πu*d*tanα/i=3.00mm

  b=π*(1-u)*d*tanα/i=1.0mm

  （9）、軸的角(jiao)速ω及螺旋(xuan)圓周速度(dù)v的計算：

  ω=2πn/60=308.9rad/s

  v=πn/60=7.6m/s

  （10）、螺(luo)旋按結構(gou)選取長度(du)為L=39.5mm

  （11）、螺旋密(mi)封壓力Δp ′，Δ p′=rωw d LCp/c2 [1]

  tu(1-u)(υ-1)(υ3-1)

  其(qi)中： Cp= -----------------------------------

  (1+t2)υ3+t2u(1-u)(υ3-1)2

  把u=0.75，t=0.1019，υ=5.0代入(ru)得：Cp=0.178，按Cp=0.178，稀油(yóu)潤滑取粘(zhan)度系數偏(piān)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(xuán)密封功耗(hao)計算N[1]

  N=πω2d3LCn/4c

  Cn由公(gong)式求得： Cn=0.46，

  則(ze)N=14瓦

  機泵電(diàn)機額定功(gong)率為90KW，軸功(gōng)率75KW，螺旋密(mi)封功耗為(wei)14W，可🌍見功耗(hao)很小，對原(yuán)機泵運行(háng)不構成影(ying)響。

  4.2副葉輪(lun)離心密封(feng)的計算

  副(fù)葉輪離心(xīn)作用所産(chan)生的密封(feng)壓力差ΔP″計(ji)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(bie)為葉輪的(de)内徑，氣液(ye)相界半徑(jìng)的外徑

  k------------系(xi)數，與光滑(hua)圓盤近似(sì)，k＝0.5

  4.3螺旋密封(fēng)和離心密(mì)封的組合(he)密封總壓(yā)力差

  組合(hé)密封壓力(li)差ΔP為螺旋(xuan)密封壓力(lì)差ΔP′和離心(xīn)密封壓力(lì)差ΔP″之和即(ji)：ΔP＝ΔP′+ΔP″＝35800+6403＝42203Pa

  由于軸承(chéng)箱内基本(ben)為常壓，箱(xiāng)内壓力與(yu)軸承箱外(wài)大氣㊙️壓相(xiang)近，因此組(zu)合密封總(zǒng)壓力差ΔP就(jiu)是防止潤(rùn)滑油外串(chuan)的密🐇封壓(yā)力，本密封(feng)結構壓力(li)為0.04MPa，完全符(fu)合應略高(gāo)于機内壓(yā)力的要求(qiú)。

  4.4材料選擇(zé)

  由于軸承(chéng)壓蓋不起(qǐ)承壓作用(yòng)，可選A3鋼，而(er)甩油副葉(yè)輪🍉不但起(qi)甩油及阻(zǔ)油作用，而(ér)且也是軸(zhóu)承卡環，為(wéi)防止多次(ci)拆卸😄造成(chéng)損壞，可選(xuan)用45鋼。

  5應用(yòng)情況

  經過(guò)改造的油(yóu)封，2025年12月，在(zài)酮苯車間(jian)泵305（型号為(wéi)100Y－120×2）上進行了(le)試運行，後(hòu)又在泵430、泵(bèng)351等機泵上(shàng)進行了安(ān)裝，經過四(sì)年多的運(yùn)行，軸承箱(xiāng)🥵壓蓋密封(fēng)處無任何(hé)洩漏，完全(quan)滿足設計(ji)要求。在此(cǐ)之前，原密(mì)封結構由(you)于經常發(fa)生洩漏，司(si)泵崗位操(cao)作員的工(gōng)作量很大(dà)，在每🚶‍♀️小時(shí)的巡檢中(zhong)都要對機(ji)泵潤滑油(yóu)進行補充(chong)，而且😍還發(fa)生過兩起(qi)因漏油造(zào)成的設備(bèi)抱軸事故(gù)，造成生産(chan)的波動，由(you)于漏油的(de)普遍性也(ye)♉使現場衛(wèi)生一直難(nán)以解決，給(gěi)設備🤟現場(chang)管理帶來(lai)了🌈難度。改(gai)造後，在換(huàn)油周期内(nèi)機泵的潤(run)滑油基本(ben)不需要大(dà)量補🛀🏻充，大(da)大減輕了(le)工人的勞(lao)動強度，現(xian)場狀況明(míng)顯改♉觀，也(ye)為生産平(ping)穩運行創(chuang)造了有利(lì)條件。

  6 結論(lùn)

  将原軸承(chéng)箱壓蓋處(chù)迷宮密封(feng)改為離心(xīn)密封與螺(luo)旋密封的(de)組合密封(fēng)結構，利用(yong)離心密封(feng)作為初步(bù)節流阻漏(lou)密封，利用(yòng)螺旋密封(feng)作為二次(cì)密封，可以(yǐ)保證軸頭(tou)處無任何(he)洩漏。這種(zhǒng)改進方法(fa)隻需改造(zào)軸承鎖緊(jǐn)💛螺母和軸(zhóu)承箱壓蓋(gài)👌，對原結構(gou)改動很小(xiao)，即能滿足(zú)密封要求(qiú)，又能适應(ying)原結構可(kě)利用空間(jiān)小的限制(zhì)。該種密封(feng)結構簡單(dan)，制造、安裝(zhuāng)方便，消耗(hao)動力小。從(cóng)🛀🏻實際使🔆用(yong)效果㊙️來看(kàn)，完全改善(shàn)了原結構(gou)造🏃🏻成的設(she)備及周圍(wei)🈲環境被油(you)污染的局(ju)面，消除了(le)💔生産隐患(huàn)；減輕工人(ren)勞動強度(du)，促進了文(wen)明生産。此(ci)‼️外，通過調(diao)整結構參(cān)數，将🛀🏻該結(jié)構也成功(gong)地應用于(yu)65Y、150Y型泵上，同(tóng)樣取得了(le)滿意的效(xiào)果。因此，該(gāi)結構也可(kě)适用于有(yǒu)類似問題(tí)的其它機(ji)泵，有極大(da)的推廣價(jia)值。