离心泵机械密封使用寿命的影响因素与优化策略

引言

随着机械工艺水平的提升, 机械密封在泵类机械产品中的使用也越来越多, 机械密封的应用范围和前景也更为广泛。良好的机械密封是保证离心泵运行的基础。本文以离心泵机械密封的原理为切入点, 分析了影响离心泵机械密封使用寿命的因素, 并提出了一些合理的优化建议。

一、离心泵机械密封的工作原理

离心泵的机械密封是相对运动的环的端面互相贴合以后, 产生的微小轴向间隙发挥密封作用的一种装置。一般的机械密封包括了动环、静环、压紧元件、密封元件等四个部件, 机械密封的作用能够让泵在静止的状态下, 保持其端面之间的贴合, 这就使得密封的介质不会产生外漏, 而且避免了杂质进入到机械的密封端面。同样, 机械密封对离心泵的振动等发挥一定的缓冲功能。机械密封在离心泵运行的过程中, 并不是一个孤立的零部件, 而是与离心泵的其他零部件共同组合在一起运转的。因此, 这就对机械密封的窜量等提出了更高的要求。

二、影响离心泵机械密封的因素分析

1. 离心泵轴存在较大的窜量

在离心泵运转的过程中, 机械密封的密封面需要具备一定的比压, 只有这样才能够保证机械密封作用的发挥。因此, 这就需要机械密封的弹簧必须具备一定的压缩量, 借助这股压缩量给密封端面一个推力, 旋转起来以后使密封面有一个标准的比压。为了维持这一比压的稳定性, 要求离心泵机械密封泵轴的窜量要控制在科学的范围之内。但是在机械密封设计的时候, 因为设计不科学等因素的影响, 往往会造成泵轴出现较大的窜量, 影响了机械密封的使用效果。

2. 离心泵轴向力过大

离心泵机械密封在使用的时候不能够承受轴向力, 当轴向力出现以后, 将会对离心泵的机械密封产生非常严重的影响。这是因为机械密封在承受轴向力的时候, 会造成密封压盖温度的快速升高, 使得聚内烯类的介质出现熔融, 而影响了离心泵机械密封的效果, 离心泵精致的时候密封端面出现间断性的喷漏等问题。

3. 离心泵轴的挠度过高

离心泵的机械密封作为一种旋转轴向的接触式的机械动密封, 其功能的发挥是在流体介质与弹性元件的双重作用之下实现的, 在作用的时候机械密封的两个垂直于轴心线的密封端面紧密的贴合, 进而在相对旋转的时候, 实现密封的效果。因此, 在设计的时候, 两个密封端面的受力一定要均匀, 不能出现太大的挠度。

4. 离心泵运转振动过大

在机械密封运转的时候, 如果机械密封的振动偏大, 那么最终将会造成密封效果丢失。但是机械密封偏大的原因大部分都是自身原因造成的, 离心泵的其他零部件作为振动根源产生的主因, 如果离心泵轴设计不合理、联轴器平行度不标准等因素影响, 将会影响离心泵机械密封的使用寿命和效果。

5. 离心泵口汽蚀因素的影响

在离心泵机械密封功能发挥的过程中, 因为装置系统操作不合理、离心泵紧扣气蚀性能差等因素的影响, 将会对离心泵机械密封面的外表面产生不利的影响, 导致离心泵机械密封的外表面出现破损。同时, 也会造成动静环吻合面流动膜中出现气泡, 进而影响了吻合面之间流动膜的稳定性。造成吻合面动力摩擦的提高, 导致离心泵机械密封装置磨损的加剧。

三、离心泵机械密封的设计安装的优化策略

1. 及时解决离心泵轴窜量大的问题

为了提升离心泵机械密封的使用寿命, 需要科学地设计轴向力的平衡装置, 以最大程度上消除轴向窜量。为了更好的达到这个目标, 在离心泵机械密封设计的时候, 一个是可以通过平衡盘加轴向轴承的方式来进行完善。另一个则是平衡鼓加轴向轴承的方式。这两种方案在一定程度上能够降低离心泵轴窜量大的问题, 为延长离心泵机械密封的效果, 提供有效的技术改进与支持。

2. 保证离心泵标准的轴向力

在离心泵机械密封设计的时候, 合理地设计轴向力的平衡机构, 保证它能够有效地平衡轴向力, 为离心泵机械密封功能的发挥创造一个良好的基础。同时, 在机械密封制造的过程中, 需要通过提升离心泵机械密封的设计、加工精度, 来保证机械密封与机械之间的良好接触, 以此延长机械密封的使用寿命与效果。

3. 科学控制泵轴的挠度

在卧式多级离心泵工作的时候, 通过减少两端轴承之间的距离泵叶轮的级数不能太多, 当泵的总扬程要求很大的时候, 要最大程度上提升每级叶轮的扬程, 减少叶轮的级数。其次, 在设计泵轴直径的时候, 不能仅仅简单的考虑传递功率的水平, 而需要将机械密封、轴挠度等做统一的整合与设计。第三要提升泵轴材料的等级, 保证制造质量。

4. 避免离心泵进口的汽蚀

在机械密封功能发挥的过程中, 离心泵进口汽蚀对机械密封的影响也是非常大的, 首先要通过提升离心泵的汽蚀性能, 做好现场装置的汽蚀性能达标。在现场装置的时候, 一定要实现离心泵汽蚀性能水平的统一。现场安装与调节的过程中要创造出有利的条件。其次, 在离心泵产品设计的时候, 要做好振动来源的分析。在离心泵产品的制造和装配的过程中, 需要严格遵守标准和规程来实施。以此来全面提升离心泵机械密封的使用寿命。

摘要：离心泵机械密封作为机械正常运转的一个基本的部件, 机械密封的效果既于机械密封的材质有关, 与机械密封加工的精确度也有关系。因此, 加大对离心泵机械密封影响因素的研究, 有着重要的意义。本文以离心泵机械密封使用寿命的影响因素为研究的切入点, 在此基础上提出了离心泵机械密封的优化策略。

关键词：离心泵,机械密封,使用寿命,影响因素