燕化公(gong)司煉油(you)廠100Y型油(yóu)泵，原軸(zhou)承箱壓(yā)蓋和轉(zhuǎn)軸之間(jiān)的密封(fēng)結構為(wei)迷宮密(mì)封，在迷(mi)宮密封(feng)外加一(yi)防塵環(huan)🈲，密封性(xing)能較差(cha)。由于泵(beng)的轉速(sù)較高，在(zài)離心力(lì)的作用(yòng)下，軸承(cheng)箱内的(de)潤滑油(yóu)沿軸從(cóng)端蓋甩(shuai)出，漏油(yóu)現象非(fēi)常普遍(biàn)，造🤞成軸(zhou)承箱、聯(lián)軸器及(jí)周圍地(di)面沾滿(mǎn)油污，給(gěi)安全生(sheng)産帶🤟來(lai)隐患，同(tong)時造成(chéng)不必要(yào)🎯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(qǐ)業的達(dá)标升級(jí)。如果操(cāo)作員不(bu)能及時(shi)發現，還(hái)有可能(néng)造成機(ji)泵的損(sǔn)壞。因此(ci)，改進原(yuan)油封結(jié)構，研制(zhi)一種密(mì)封性能(neng)優良、使(shi)用壽命(ming)長的新(xīn)🈲型油封(fēng)結構以(yi)取代原(yuán)油封是(shi)💘非常必(bì)要的。

  2 原(yuan)密封結(jié)構存在(zai)的問題(tí)

  機泵運(yùn)行中由(you)于油位(wèi)限制，螺(luó)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(tǎng)下，直接(jiē)滴到旋(xuán)轉軸上(shàng)，軸上積(jī)油很多(duo)，被旋轉(zhuan)軸帶動(dong)，油沿軸(zhou)爬行，進(jin)入壓蓋(gai)與軸迷(mi)宮密封(fēng)間隙，由(you)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(xing)成積油(you)，使迷宮(gōng)📱和防塵(chén)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(kan)出原油(you)封結構(gòu)👅存在的(de)主要問(wen)題是軸(zhóu)承鎖緊(jin)螺母太(tài)大和迷(mi)宮密封(fēng)間隙太(tài)大起不(bu)到有效(xiao)⚽的密封(feng)作用。

  3 改(gai)進方案(àn)的論證(zheng)及初步(bù)選擇

  新(xin)型防漏(lòu)油結構(gòu)應滿足(zú)以下要(yào)求：首先(xian)要保證(zhèng)結合部(bù)分♊的🐪密(mi)閉性。同(tóng)時，結構(gou)緊湊、系(xi)統簡單(dan)、制造維(wéi)🆚修使用(yong)方便、成(cheng)品低廉(lián)、工作可(ke)靠，使用(yong)壽命長(zhǎng)。針對漏(lòu)油的主(zhu)要原♈因(yīn)，應從以(yǐ)下兩個(ge)方面入(rù)手進行(hang)改進，阻(zǔ)止漏油(yóu)。

  （1）、減少甩(shuai)油量

  軸(zhou)承鎖緊(jǐn)螺母浸(jìn)油深度(du)（液面與(yǔ)鎖緊螺(luo)母的相(xiàng)對距離(lí)）是影響(xiǎng)甩油量(liang)大小的(de)一個重(zhong)要因素(sù)。減小螺(luó)母直徑(jing)，可以減(jiǎn)小浸油(you)深度，減(jiǎn)小攪油(you)，從而減(jian)少落到(dào)軸上的(de)油量，間(jian)接減少(shao)漏油⚽量(liàng)。

  （2）、改進原(yuan)油封結(jie)構

  對其(qí)結構分(fèn)析，從密(mi)封原理(lǐ)角度講(jiǎng)可考慮(lǜ)填塞或(huo)阻塞、分(fèn)隔、引出(chu)或注入(rù)和流阻(zu)、反輸，以(yi)及這些(xie)方案組(zu)合等方(fāng)法。首🙇🏻先(xian)對分隔(gé)，可采取(qu)機械密(mì)封。根據(ju)機械密(mi)封性能(néng)、适用範(fàn)圍、壽命(ming)來看，機(jī)械密封(fēng)都能适(shì)⭕用，但機(ji)械密封(feng)價格高(gāo)，結構複(fu)雜，所需(xū)空間較(jiào)大，拆💜裝(zhuang)不便，不(bú)适于這(zhè)種小空(kong)間結構(gou)。其次考(kǎo)慮采用(yong)引出或(huò)注入方(fang)法，能夠(gou)達到密(mì)封要求(qiu)，但需要(yào)輔助裝(zhuang)置，結構(gou)複雜，因(yin)而也不(bú)可取。再(zai)有考慮(lǜ)采用填(tián)塞和阻(zu)塞的方(fāng)法，由于(yu)要求較(jiào)長的壽(shòu)命，一🙇‍♀️些(xiē)接觸型(xíng)密封如(ru)氈圈👨‍❤️‍👨、檔(dàng)圈、密封(feng)圈、油封(feng)等與軸(zhóu)接觸磨(mo)損，壽命(ming)💋有限，不(bu)适合高(gāo)速長周(zhōu)期運轉(zhuǎn)，而且易(yi)發生抱(bao)軸，因而(er)排除。*考(kao)慮采用(yong)流阻或(huò)反輸，或(huo)采用綜(zong)合方案(àn)。流⭐阻是(shì)💜利用密(mì)封件狹(xiá)窄間隙(xì)或曲折(she)途徑造(zào)成密封(fēng)所需要(yào)的流體(tǐ)阻力。反(fan)輸是利(li)用密封(feng)件對洩(xie)漏流體(ti)造成反(fǎn)壓，使之(zhi)部🔴分平(ping)衡或完(wán)全🐇平衡(heng)，将流體(tǐ)反輸到(dào)上遊，以(yi)達到密(mì)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(shu)（也稱動(dòng)壓）包括(kuo)迷宮螺(luo)旋密封(feng)、動密封(fēng)、螺旋密(mi)封等。考(kǎo)✂️慮空間(jiān)狹小、壽(shou)命長、功(gong)耗小、結(jie)構簡單(dān)、拆卸方(fāng)便、價格(gé)低等要(yao)求，采用(yong)流阻或(huò)反輸及(ji)其✨綜合(hé)方案*。在(zài)流阻🤟或(huò)反輸方(fang)案中，螺(luó)旋密封(feng)最能綜(zōng)合滿足(zú)上述要(yào)求，因此(cǐ)優先考(kao)慮螺👉旋(xuan)密封。鑒(jiàn)于離心(xīn)密封可(ke)與其它(tā)密封配(pei)合使用(yòng)，為保證(zheng)密效果(guǒ)，選定螺(luó)旋密封(feng)與離心(xīn)密封組(zu)合形式(shì)。如圖－1所(suo)示：

  4對于(yu)100Y泵的設(shè)計計算(suan)：

  根據理(li)論分析(xī)，螺旋密(mi)封螺旋(xuán)角α其在(zai)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(hé)一些資(zī)料給出(chū)實際經(jīng)驗，兼顧(gù)密封壓(ya)♈力、功率(lǜ)消耗及(jí)結構長(zhǎng)度，并留(liú)一定安(an)全裕度(du)，設計如(ru)😘下：[1]、[2]

  4.1螺旋(xuán)密封參(cān)數的設(she)計計算(suàn)

  （1）、螺旋角(jiǎo)α

  對于100Y泵(beng)，軸端直(zhí)徑為d=65mm，外(wài)伸軸段(duan)可用螺(luo)旋密封(feng)長度L0=56.5mm，其(qi)✊軸端與(yǔ)聯軸器(qi)相聯，留(liú)7mm間隔，故(gù)取密封(fēng)長度L=39.5mm。由(yóu)于長度(dù)和直㊙️徑(jing)都較小(xiǎo)，由密封(fēng)壓力公(gong)式（見後(hou)面）[1]，密封(feng)壓力較(jiao)小，故螺(luó)旋角選(xuan)的較大(da)，取為α=5°49′。那(nà)麼α的正(zheng)切值t=tanα=0.1019（此(cǐ)值由後(hou)面計算(suàn)得出）。

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

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

  （4）、密(mì)封間隙(xi)c推薦c=(0.6~2.6)/10000m取(qǔ)c=0.26mm，由于螺(luó)旋密封(feng)前有離(lí)心密封(fēng)，可保證(zhèng)密❤️封♻️性(xing)能，取大(dà)間隙是(shì)為了防(fáng)止由于(yú)加工誤(wu)差及安(ān)裝誤差(cha)，與軸發(fa)生摩擦(cā)。

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

  （6）、頭數i，頭(tou)數i由前(qian)面所讨(tǎo)論的按(àn)螺旋頭(tóu)數的選(xuǎn)擇原則(ze)：高✂️轉速(su)(n>5000r/min)，選單頭(tou)；低轉速(su)(n<5000rmin)選多頭(tóu)。由于本(běn)泵n=2950r/min，根據(ju)有關資(zi)♊料推薦(jiàn)，取☂️i=4。

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

  s=πd*tanα，α=5°49′。

  （8）、螺(luo)旋槽寬(kuān)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(jiao)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(jié)構選取(qu)長度為(wéi)L=39.5mm

  （11）、螺旋密(mi)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(bǎ)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(qǔ)粘度系(xi)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(ji)算得Δ p`=35800Pa。

  （12）、螺(luó)旋密封(feng)功耗計(ji)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(gong)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(ji)泵運行(hang)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(lun)離心作(zuo)用所産(chǎn)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(ye)輪的内(nei)徑，氣液(yè)相界半(ban)徑的外(wai)徑

  k------------系數(shu)，與光滑(huá)圓盤近(jin)似，k＝0.5

  4.3螺旋(xuán)密封和(hé)離心密(mì)封的組(zu)合密封(feng)總壓力(li)差

  組合(he)密封壓(ya)力差ΔP為(wéi)螺旋密(mi)封壓力(li)差ΔP′和離(lí)心密封(feng)壓力差(chà)ΔP″之🈚和即(ji)：ΔP＝ΔP′+ΔP″＝35800+6403＝42203Pa

  由于軸(zhou)承箱内(nèi)基本為(wéi)常壓，箱(xiāng)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(yā)力差ΔP就(jiu)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(wéi)0.04MPa，完全符(fu)合應略(luè)🐪高于機(ji)内壓力(lì)的要求(qiú)。

  4.4材料選(xuan)擇

  由于(yú)軸承壓(ya)蓋不起(qǐ)承壓作(zuo)用，可選(xuan)A3鋼，而甩(shuai)油副葉(ye)輪不但(dàn)起🐆甩油(yóu)及阻油(yóu)作用，而(er)且也是(shi)軸承卡(kǎ)環，為防(fáng)止多次(cì)拆卸造(zào)成損壞(huài)，可選用(yong)45鋼。

  5應用(yòng)情況

  經(jīng)過改造(zao)的油封(fēng)，2025年12月，在(zai)酮苯車(chē)間泵305（型(xing)号為100Y－120×2）上(shàng)進行🐅了(le)💃🏻試運行(hang)，後又在(zai)泵430、泵351等(deng)機泵上(shàng)進行了(le)安裝，經(jing)過四年(nian)多的運(yùn)行，軸承(cheng)箱🔅壓蓋(gai)密封處(chù)無任何(he)洩漏，完(wan)全滿🛀足(zu)設計要(yao)求。在此(ci)之前，原(yuan)密封結(jié)構由于(yu)經🏃‍♂️常發(fa)生洩漏(lou)，司泵崗(gǎng)位操作(zuò)員的工(gong)作量很(hen)大，在每(měi)🌏小時的(de)巡檢中(zhōng)都要對(dui)機泵潤(run)滑油進(jin)行補充(chong)，而且還(hái)發生過(guò)兩起⛷️因(yin)漏油造(zao)成的設(she)備抱軸(zhóu)事故，造(zào)成生産(chǎn)的波動(dong)，由于漏(lòu)油的普(pu)遍性也(yě)使現場(chǎng)衛生一(yī)直難以(yǐ)解決，給(gěi)設備現(xian)場管理(lǐ)帶來了(le)難度。改(gǎi)造後，在(zài)換油周(zhōu)😍期内機(jī)泵的♈潤(rùn)滑油🔞基(ji)本不需(xu)要大量(liang)補充，大(da)大減輕(qīng)了工人(ren)的勞動(dòng)強度，現(xian)場狀況(kuang)明顯改(gǎi)💚觀，也為(wei)生産平(píng)穩運行(háng)創造了(le)有利條(tiáo)件。

  6 結論(lùn)

  将原軸(zhóu)承箱壓(ya)蓋處迷(mí)宮密封(feng)改為離(lí)心密封(feng)與螺旋(xuán)密封的(de)組合密(mi)封結構(gòu)，利用離(lí)心密封(feng)作為初(chū)步節流(liu)阻漏密(mi)封，利用(yong)螺旋密(mi)封作為(wéi)二次密(mì)封，可以(yi)保證軸(zhou)頭處無(wu)任何洩(xie)漏。這種(zhǒng)📱改進方(fang)法隻需(xu)改造⭕軸(zhou)承鎖緊(jǐn)螺母和(he)軸承箱(xiāng)壓蓋，對(dui)原結構(gou)❌改動很(hěn)小，即能(néng)滿足密(mì)✍️封要求(qiú)，又能适(shi)應原結(jie)構可利(li)用空間(jiān)小的限(xiàn)制。該種(zhong)密封結(jié)構簡單(dān)，制造、安(ān)裝方便(bian)，消耗動(dòng)力小。從(cong)實際使(shǐ)用效果(guǒ)來看，完(wan)全改善(shan)了原結(jié)構造成(cheng)的設備(bèi)及周圍(wei)👉環境被(bèi)油污染(ran)的局面(mian)，消除了(le)生産隐(yǐn)患🈲；減輕(qīng)工人勞(lao)動強度(du)，促進了(le)文明生(shēng)産。此外(wai)，通過調(diao)整結構(gou)參數，将(jiāng)該結構(gou)也成功(gōng)地應用(yong)于65Y、150Y型泵(bèng)上，同樣(yàng)取得了(le)滿意的(de)🈲效果。因(yīn)此，該結(jie)構也可(kě)适用于(yú)有類似(si)問題的(de)其它機(jī)泵，有極(jí)大的推(tui)廣價值(zhí)。