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(jian)的密封(feng)結構為(wéi)迷宮密(mi)封，在迷(mí)宮密封(feng)外加一(yi)防塵環(huán)🌈，密封性(xing)能較差(cha)。由于泵(bèng)的轉速(sù)較高，在(zài)離心力(li)的作用(yong)下，軸承(chéng)箱内的(de)潤滑油(you)沿軸從(cong)🌐端蓋甩(shuǎi)出，漏♊油(you)現象非(fēi)常普遍(biàn)，造成軸(zhou)承箱、聯(lián)軸器及(jí)周圍地(dì)面沾滿(man)油污，給(gěi)安全生(sheng)産帶來(lái)隐患，同(tóng)時造成(chéng)不必要(yào)👈的潤滑(hua)油浪費(fèi)，又嚴重(zhong)污染了(le)生産環(huán)境，影響(xiang)😍文明👅生(sheng)産和企(qi)業的達(da)标升級(ji)。如果操(cāo)作員不(bu)能及時(shí)發現，還(hai)有可能(neng)造成機(ji)泵的損(sun)壞。因此(cǐ)，改進🐉原(yuan)油封結(jié)構，研制(zhi)一種密(mi)封性能(néng)優良、使(shi)用壽命(ming)長的新(xīn)型油封(fēng)結構以(yǐ)取代原(yuan)油封是(shì)非常必(bi)要的。

  2 原(yuan)密封結(jie)構存在(zai)的問題(ti)

  機泵運(yun)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(yan)壓蓋内(nèi)表面淌(tang)下，直接(jiē)滴到旋(xuan)轉軸上(shang)，軸上積(ji)油很多(duō)，被旋轉(zhuan)軸帶動(dòng)，油沿軸(zhou)爬行，進(jìn)入壓蓋(gai)與軸迷(mí)宮密封(feng)間隙，由(yóu)于迷宮(gong)密封間(jian)隙較大(da)，而且密(mi)封阻力(li)較小，油(yóu)一旦進(jìn)入迷宮(gōng)難以打(da)回，因而(ér)不斷沿(yan)軸外甩(shuai)出，在軸(zhóu)端處形(xing)成積油(you)，使迷宮(gong)💃🏻和防塵(chen)環起🈲不(bu)到密封(fēng)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(gòu)存在的(de)主要問(wen)題是軸(zhou)承鎖緊(jǐn)螺母太(tai)大和迷(mi)宮密封(fēng)間隙太(tài)大🏃‍♀️起不(bu)到有效(xiao)的密封(fēng)作用。

  3 改(gai)進方案(an)的論證(zhèng)及初步(bù)選擇

  新(xin)型防漏(lou)油結構(gou)應滿足(zu)以下要(yao)求：首先(xian)要保證(zhèng)結合部(bu)分✨的密(mi)閉性。同(tóng)時，結構(gòu)緊湊、系(xì)統簡單(dan)、制造維(wei)💋修使用(yong)方便、成(cheng)品低廉(lian)、工作可(ke)靠，使用(yòng)壽命長(zhǎng)。針對漏(lòu)油的主(zhu)要原因(yin)，應從以(yi)下兩個(ge)方面入(rù)手進行(háng)改進，阻(zu)止漏油(you)。

  （1）、減少甩(shuǎi)油量

  軸(zhou)承鎖緊(jin)螺母浸(jìn)油深度(dù)（液面與(yu)鎖緊螺(luó)母的相(xiàng)對距離(lí)）是影✍️響(xiang)甩油量(liàng)大小的(de)一個重(zhong)要因素(su)。減小螺(luo)母直🔞徑(jìng)，可以減(jian)💋小浸油(yóu)深✔️度，減(jiǎn)小攪油(yóu)，從而減(jiǎn)少落到(dao)軸上的(de)油量☂️，間(jiān)接減少(shǎo)漏油量(liàng)。

  （2）、改進原(yuan)油封結(jié)構

  對其(qi)結構分(fèn)析，從密(mì)封原理(li)角度講(jiǎng)可考慮(lǜ)填塞或(huò)阻💜塞、分(fèn)隔、引出(chū)或注入(ru)和流阻(zǔ)、反輸，以(yi)及這些(xiē)方案組(zǔ)合等方(fāng)法。首先(xiān)對🐕分隔(ge)♌，可采取(qu)機械密(mi)封。根據(ju)機械密(mi)封性能(neng)、适用範(fan)圍☁️、壽命(ming)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(fu)雜，所需(xū)空間較(jiào)大，拆裝(zhuang)不便，不(bú)适于這(zhe)種小空(kong)間結構(gou)。其次考(kao)慮采用(yòng)引出或(huo)注入方(fāng)法，能夠(gòu)達到密(mi)封要求(qiú)，但需要(yao)輔助裝(zhuang)🔱置，結構(gòu)複👄雜，因(yīn)而也不(bu)可取。再(zai)有考慮(lǜ)采用填(tian)塞和阻(zu)塞的方(fang)法，由于(yú)要求較(jiào)長的壽(shòu)命，一些(xie)接觸型(xíng)密封如(rú)氈圈、檔(dàng)圈、密封(fēng)圈、油封(fēng)等🔴與軸(zhou)接觸磨(mó)損，壽命(ming)㊙️有限，不(bu)适合高(gāo)速長周(zhou)期運轉(zhuan)，而且易(yi)發🈲生抱(bao)軸，因而(ér)排除。*考(kao)慮🔱采用(yòng)流阻或(huò)反輸，或(huo)采用綜(zōng)合方案(àn)。流阻是(shì)利用密(mì)封件狹(xia)窄間隙(xi)或曲折(she)途徑造(zào)成密封(feng)所需要(yao)的流體(ti)阻力。反(fǎn)輸是利(li)用📧密封(feng)件對洩(xiè)漏流🌐體(ti)造成反(fǎn)壓，使🚶之(zhī)部分平(ping)衡或完(wan)全平衡(héng)，将流體(tǐ)反㊙️輸到(dào)上遊，以(yi)達到密(mì)封的目(mu)的。其特(tè)點是無(wú)機械摩(mó)🏒擦，結構(gou)緊湊❄️。流(liu)體反輸(shu)（也❌稱動(dòng)壓）包括(kuo)迷㊙️宮螺(luo)旋密封(fēng)、動密封(fēng)、螺旋密(mi)封等。考(kao)慮空間(jiān)狹小、壽(shòu)命♻️長、功(gong)耗小、結(jie)構簡單(dan)、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(hé)方案*。在(zai)流阻或(huo)反輸方(fang)案中，螺(luo)旋密封(feng)最能綜(zōng)合滿足(zú)上述要(yao)求，因此(cǐ)優先考(kao)慮螺旋(xuán)密㊙️封。鑒(jian)于離心(xin)密封可(kě)與其它(ta)密封配(pei)合使用(yòng)，為保證(zheng)🙇‍♀️密效果(guo)，選定螺(luó)旋密封(fēng)與💋離心(xīn)密封組(zu)合形式(shi)。如圖👌－1所(suǒ)示：

  4對于(yu)100Y泵的設(shè)計計算(suàn)：

  根據理(li)論分析(xī)，螺旋密(mi)封螺旋(xuan)角α其在(zai)5°6′時功率(lü)最小，而(ér)❤️15°39′時取✍️同(tong)樣長度(du)密封壓(yā)力*，結合(hé)一些資(zī)料給出(chu)實際經(jing)驗，兼顧(gu)密💯封壓(yā)力、功率(lü)消耗及(ji)結構長(zhang)度，并留(liu)一定安(an)全裕度(du)🔱，設計如(ru)‼️下：[1]、[2]

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

  （1）、螺旋角(jiao)α

  對于100Y泵(beng)，軸端直(zhí)徑為d=65mm，外(wai)伸軸段(duan)可用螺(luó)旋密封(fēng)長度L0=56.5mm，其(qí)軸端與(yǔ)聯軸器(qi)相聯，留(liu)7mm間隔，故(gù)取密封(fēng)長度L=39.5mm。由(you)于🙇‍♀️長度(dù)和直徑(jing)都較小(xiao)❌，由密封(fēng)壓力公(gong)式（見後(hou)面）[1]，密封(feng)壓力較(jiào)小，故螺(luo)旋角選(xuan)的較大(dà)，取為α=5°49′。那(na)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(xiàng)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(shen)υ一般取(qǔ)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(qu)c=0.26mm，由于螺(luo)旋密封(fēng)前有離(lí)心密封(fēng)，可保證(zheng)🙇🏻密封🐉性(xing)㊙️能，取大(dà)間隙是(shi)為了防(fang)止由于(yu)加工誤(wu)差及安(ān)裝誤差(cha)，與軸發(fā)生摩擦(cā)。

  （5）、槽深h，h由(yóu)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(an)螺旋頭(tou)數的選(xuan)擇原則(ze)：高轉速(su)(n>5000r/min)，選單頭(tou)；低轉速(sù)(n<5000rmin)選多頭(tou)。由于本(ben)泵n=2950r/min，根據(jù)有🧑🏽‍🤝‍🧑🏻關資(zī)料推❤️薦(jian)，取i=4。

  （7）、螺旋(xuan)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(yóu)公式得(de)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(luo)旋圓周(zhōu)速度v的(de)計算：

  ω=2πn/60=308.9rad/s

  v=πn/60=7.6m/s

  （10）、螺(luó)旋按結(jié)構選取(qǔ)長度為(wéi)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(yóu)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(luo)旋密封(feng)功耗計(jì)算N[1]

  N=πω2d3LCn/4c

  Cn由公(gong)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(luo)旋密封(fēng)功耗為(wéi)14W，可見功(gōng)❓耗很小(xiao)，對原機(jī)泵運行(hang)不構成(cheng)影響。

  4.2副(fu)葉輪離(li)心密封(feng)的計算(suan)

  副葉輪(lún)離心作(zuo)用所産(chǎn)生的密(mì)封壓力(li)差ΔP″計算(suàn)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(fen)别為葉(ye)輪的内(nèi)徑，氣液(yè)相界半(bàn)徑的外(wai)徑

  k------------系數(shù)，與光滑(huá)圓盤近(jìn)似，k＝0.5

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

  組合(hé)密封壓(ya)力差ΔP為(wei)螺旋密(mi)封壓力(lì)差ΔP′和離(li)心密封(feng)壓力🏃差(cha)❤️ΔP″之✊和即(jí)：ΔP＝ΔP′+ΔP″＝35800+6403＝42203Pa

  由于軸(zhou)承箱内(nei)基本為(wéi)常壓，箱(xiang)内壓力(lì)與軸承(cheng)箱外大(dà)氣壓相(xiàng)近💜，因此(cǐ)組合密(mì)封總壓(ya)力差ΔP就(jiu)是防止(zhi)潤滑油(yóu)外串的(de)密封壓(ya)力，本密(mi)封結構(gòu)壓力為(wei)0.04MPa，完全符(fú)合應略(lue)高于機(jī)内壓力(lì)的要求(qiú)。

  4.4材料選(xuǎn)擇

  由于(yú)軸承壓(yā)蓋不起(qi)承壓作(zuò)用，可選(xuǎn)A3鋼，而甩(shuai)油副葉(ye)🌐輪不但(dàn)起甩💯油(you)及阻油(you)作用，而(ér)且也是(shì)軸承卡(kǎ)環，為防(fang)止多次(ci)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(feng)，2025年12月，在(zai)酮苯車(che)間泵305（型(xing)号為100Y－120×2）上(shàng)進行了(le)🈲試運💯行(hang)，後又在(zài)泵430、泵351等(děng)機泵上(shang)進行了(le)安裝，經(jing)過四🔆年(nian)多❗的運(yùn)行，軸承(cheng)箱👄壓蓋(gài)密封處(chù)無任何(hé)洩漏，完(wan)全滿足(zú)設計要(yào)求。在此(ci)之前👌，原(yuan)密封結(jié)構由于(yú)經常發(fā)生洩漏(lòu)，司泵崗(gang)⚽位操作(zuò)員的工(gōng)作量很(hěn)大，在每(mei)小時的(de)巡檢中(zhong)都要對(dui)機泵潤(rùn)滑油進(jìn)行補充(chōng)，而且還(hái)發生過(guo)兩起因(yin)漏油造(zao)成的設(shè)備抱軸(zhou)事故⚽，造(zào)成生産(chan)的波動(dong)，由于❓漏(lòu)油的🌏普(pu)遍性也(yě)使現場(chǎng)衛生一(yi)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(zhou)期内機(ji)泵的潤(run)滑油基(ji)本不需(xū)要大量(liàng)補充，大(dà)大減輕(qīng)了工人(ren)的勞動(dòng)強度，現(xiàn)場狀♉況(kuang)明顯改(gai)🐉觀，也為(wei)生産平(píng)穩運行(hang)創造了(le)有利條(tiáo)件。

  6 結論(lun)

  将原軸(zhóu)承箱壓(yā)蓋處迷(mí)宮密封(fēng)改為離(li)心密封(feng)與螺旋(xuán)🐪密封的(de)組🌈合密(mi)封結構(gou)，利用離(li)心密封(fēng)作為初(chu)步節流(liú)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(zhóu)頭處無(wú)🐆任何洩(xie)漏。這種(zhong)改進方(fāng)法隻需(xū)改造軸(zhóu)承鎖緊(jǐn)螺母和(hé)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(qiu)，又能🤩适(shi)應原結(jie)構可利(li)用空間(jian)📐小的限(xiàn)制。該種(zhong)密封結(jié)構簡單(dān)，制造、安(an)裝方便(bian)，消耗動(dong)力小。從(cong)實際使(shi)用效果(guo)來看，完(wán)全改善(shàn)了原結(jie)構造成(cheng)的設備(bèi)及周圍(wéi)🌂環境被(bei)油污染(rǎn)的局面(miàn)，消除了(le)生産隐(yǐn)患；減輕(qing)工人勞(lao)🔅動強度(dù)，促進了(le)文明生(shēng)産。此💛外(wài)，通過調(diào)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(beng)上，同樣(yang)取得了(le)滿意的(de)效果。因(yin)此，該結(jie)構也可(ke)适用🥵于(yú)有類似(si)問題的(de)其它機(ji)泵，有極(jí)大的推(tuī)廣價值(zhi)。