燕化公(gōng)司煉油(you)廠100Y型油(yóu)泵，原軸(zhou)承箱壓(ya)蓋和轉(zhuan)軸之間(jiān)的密封(fēng)結構為(wéi)迷宮密(mì)封，在迷(mí)宮密封(fēng)外加一(yī)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(yóu)💰沿軸從(cóng)端蓋甩(shuai)出，漏油(yóu)現象非(fēi)常普遍(bian)，造成軸(zhou)承箱、聯(lián)軸器及(ji)周圍地(di)面沾滿(man)油污，給(gei)👅安全生(sheng)産帶來(lái)隐患，同(tóng)時造成(chéng)不必要(yao)的潤滑(hua)油浪費(fèi)，又嚴重(zhong)污染了(le)生産環(huan)境，影響(xiǎng)文明生(sheng)産和企(qi)業的達(da)标升級(jí)。如果操(cao)作員不(bú)能及時(shí)發🧡現，還(hai)有可能(neng)造成機(jī)泵的損(sǔn)壞。因此(ci)，改進原(yuán)油封結(jié)構，研制(zhi)一種密(mi)封性能(neng)優良、使(shi)用壽命(mìng)長的新(xīn)型油封(fēng)結構以(yǐ)取代原(yuán)油封是(shì)非常必(bì)要的。

  2 原(yuán)密封結(jie)構存在(zai)的問題(tí)

  機泵運(yun)行中由(you)于油位(wei)限制，螺(luo)母下端(duān)浸入油(you)池中🐇，把(ba)潤⛹🏻‍♀️滑油(you)攪起，沿(yán)壓蓋内(nei)表面淌(tǎng)下，直接(jie)滴到旋(xuán)轉🎯軸上(shàng)，軸上積(jī)油很多(duō)，被旋轉(zhuan)軸帶動(dòng)，油沿軸(zhóu)爬行，進(jìn)入壓蓋(gài)與軸迷(mí)宮密封(feng)間隙，由(yóu)于迷宮(gong)密封間(jiān)隙較大(dà)，而且密(mi)封阻力(li)較小，油(yóu)一旦進(jin)入迷宮(gong)🍉難以打(dǎ)回💜，因而(ér)不斷沿(yan)軸外甩(shuǎi)出，在軸(zhóu)端處形(xing)成🔞積油(you)，使迷宮(gong)♻️和防塵(chén)環起不(bú)📧到密封(fēng)作用，即(ji)發生漏(lou)油。從以(yǐ)上分✏️析(xī)可以看(kàn)🐇出原油(yóu)⭕封結構(gòu)存在的(de)主要問(wèn)題是軸(zhou)承鎖緊(jǐn)螺母太(tai)大和迷(mi)宮密封(fēng)間隙太(tai)大起不(bu)到有效(xiao)的密封(feng)作用。

  3 改(gǎi)進方案(an)的論證(zhèng)及初步(bù)選擇

  新(xīn)型防漏(lou)油結構(gou)應滿足(zu)以下要(yao)求：首先(xiān)要保證(zhèng)結合部(bu)💃分的密(mi)閉性。同(tóng)時，結構(gou)緊湊、系(xì)統簡單(dan)、制造維(wéi)修使用(yong)方便、成(cheng)品低廉(lian)、工♌作可(ke)靠，使用(yong)壽命長(zhang)。針對漏(lòu)油的主(zhǔ)要原因(yīn)，應從❗以(yi)下兩個(gè)方面入(ru)手進行(hang)改進，阻(zǔ)止漏油(yóu)。

  （1）、減少甩(shuǎi)油量

  軸(zhou)承鎖緊(jin)螺母浸(jin)油深度(du)（液面與(yǔ)鎖緊螺(luó)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(su)。減小螺(luo)母直徑(jìng)，可以減(jiǎn)🔱小浸🏃‍♀️油(you)深☔度，減(jiǎn)小攪油(you)，從而減(jian)少落到(dao)軸上的(de)油量，間(jiān)接減🤞少(shao)漏油量(liàng)。

  （2）、改進原(yuán)油封結(jie)構

  對其(qí)結構分(fèn)析，從密(mi)封原理(lǐ)角度講(jiang)可考慮(lü)填塞或(huo)阻塞、分(fen)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(fang)法。首先(xiān)對分隔(gé)，可采取(qǔ)機械密(mì)封。根據(ju)機💃🏻械密(mì)封性能(neng)、适🔞用範(fàn)圍、壽命(ming)來看，機(jī)械✍️密封(feng)都能适(shì)‼️用，但機(jī)械密封(fēng)價格高(gāo)，結構複(fú)雜，所需(xu)空間較(jiao)大，拆裝(zhuang)不便，不(bú)适于這(zhè)種小空(kōng)間結構(gòu)。其次考(kao)慮采用(yòng)引出或(huo)注入方(fang)😄法，能夠(gòu)達到密(mì)封要求(qiú)，但需要(yào)輔🌈助裝(zhuang)置，結構(gou)複雜，因(yīn)而也不(bu)可取。再(zài)有考慮(lü)采用填(tián)塞和阻(zǔ)塞的方(fang)法，由于(yú)要求較(jiào)長的壽(shòu)命，一⭐些(xie)接觸型(xing)密封如(rú)氈圈、檔(dang)圈、密封(feng)圈、油封(fēng)等與軸(zhou)接觸磨(mo)損，壽命(mìng)💚有限，不(bú)适合高(gāo)速長周(zhōu)期運轉(zhuan)，而且易(yì)發生抱(bao)軸，因而(er)排除。*考(kao)慮采用(yòng)流阻或(huo)反輸，或(huò)采用綜(zōng)合方案(àn)。流♊阻是(shi)🈚利用密(mì)封件狹(xia)窄間隙(xi)或曲折(she)途徑造(zao)成密封(feng)👌所需要(yào)的流體(ti)阻力。反(fǎn)輸是利(lì)用密封(feng)件⭕對洩(xiè)漏流體(tǐ)造成反(fan)壓，使之(zhi)部分平(ping)衡或完(wán)全平衡(héng)，将流體(tǐ)反輸到(dào)上遊，以(yi)達到密(mi)封的目(mu)的。其特(te)點是無(wú)機械摩(mó)擦，結構(gou)緊湊。流(liu)體反輸(shū)（也稱動(dong)壓）包括(kuo)迷👉宮螺(luó)旋密‼️封(feng)、動密封(feng)、螺旋密(mì)封等。考(kǎo)慮空間(jian)狹小、壽(shou)命長、功(gōng)耗小、結(jie)構簡單(dān)、拆卸方(fang)便、價格(gé)低等要(yao)求，采用(yòng)流阻或(huò)反輸及(jí)其綜合(he)方案*。在(zai)流阻或(huò)反輸方(fāng)案中，螺(luo)旋密封(fēng)最能綜(zong)合滿足(zu)上⁉️述要(yao)求，因此(ci)優先考(kǎo)慮螺旋(xuán)密封。鑒(jiàn)于離心(xin)密封可(ke)與其它(ta)密封配(pei)合使用(yong)，為保證(zheng)🏃‍♀️密效果(guǒ)，選定螺(luo)旋密封(feng)與🤩離心(xīn)密封組(zǔ)合形式(shì)。如圖－1所(suǒ)示：

  4對于(yú)100Y泵的設(she)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(er)🌈15°39′時取同(tong)樣🧑🏾‍🤝‍🧑🏼長度(du)密封壓(ya)力*，結合(he)一些資(zi)料給出(chu)實際經(jīng)驗，兼顧(gu)密封壓(ya)力、功率(lǜ)消耗及(jí)結構長(zhǎng)度，并留(liu)一定安(ān)全裕度(dù)，設計如(rú)🙇‍♀️下：[1]、[2]

  4.1螺旋(xuan)密封參(cān)數的設(she)計計算(suan)

  （1）、螺旋角(jiǎo)α

  對于100Y泵(beng)，軸端直(zhi)徑為d=65mm，外(wai)伸軸段(duan)可用螺(luo)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(feng)長度L=39.5mm。由(you)于長度(dù)和直徑(jing)都較小(xiao)⭐，由密封(feng)壓力公(gōng)式（見後(hòu)面）[1]，密封(fēng)壓力較(jiao)小，故螺(luo)旋角選(xuan)的較大(da)，取為α=5°49′。那(nà)麼α的正(zhèng)切值t=tanα=0.1019（此(cǐ)值由後(hou)面計算(suan)得出）。

  （2）、相(xiang)對槽寬(kuān)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(xi)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(zhèng)密封㊙️性(xing)能，取大(dà)間隙是(shi)為了防(fáng)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(you)公式h=c*(υ-1)求(qiu)得：h=0.26*(5-1)=1.04，取為(wei)h=1.0mm。

  （6）、頭數i，頭(tóu)數i由前(qián)面所讨(tǎo)論的按(àn)螺旋頭(tou)數的選(xuan)擇原📐則(zé)：高轉🐇速(su)(n>5000r/min)，選單頭(tóu)；低轉速(sù)(n<5000rmin)選多頭(tóu)。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(xuán)導程s，取(qu)s=16（取整便(biàn)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(de)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(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(jie)構選取(qu)長度為(wei)L=39.5mm

  （11）、螺旋密(mì)封壓力(li)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(yóu)潤滑取(qǔ)粘度系(xi)數偏小(xiǎo)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(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(gōng)率為90KW，軸(zhou)功率75KW，螺(luo)旋密封(fēng)功耗為(wei)14W，可見功(gōng)耗很小(xiǎo)，對原機(ji)泵運行(hang)不構成(chéng)影響。

  4.2副(fù)葉輪離(lí)心密封(fēng)的計算(suan)

  副葉輪(lún)離心作(zuo)用所産(chǎn)生的密(mi)封壓力(lì)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(fèn)别為葉(yè)輪的内(nèi)徑，氣液(yè)相界半(ban)徑的外(wài)徑

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

  4.3螺旋(xuan)密封和(he)離心密(mi)封的組(zǔ)合密封(fēng)總壓力(lì)差

  組合(he)密封壓(yā)力差ΔP為(wei)螺旋密(mi)封壓力(lì)差ΔP′和離(li)心密封(fēng)壓💋力差(chà)ΔP″之和🧑🏾‍🤝‍🧑🏼即(jí)：ΔP＝ΔP′+ΔP″＝35800+6403＝42203Pa

  由于軸(zhóu)承箱内(nèi)基本為(wei)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(zhǐ)潤🔆滑油(you)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(qiu)。

  4.4材料選(xuǎn)擇

  由于(yu)軸承壓(yā)蓋不起(qi)承壓作(zuò)用，可選(xuan)A3鋼，而甩(shuǎi)油副葉(ye)🚩輪不但(dàn)起甩油(yóu)及阻油(yóu)作用，而(ér)且也是(shi)軸承卡(ka)環，為❓防(fáng)止多次(cì)❓拆卸⁉️造(zao)成損壞(huai)，可選用(yòng)45鋼。

  5應用(yòng)情況

  經(jing)過改造(zao)的油封(fēng)，2025年12月，在(zài)酮苯車(che)間泵305（型(xing)号為100Y－120×2）上(shang)進☎️行了(le)試運行(háng)，後又在(zai)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(yun)行，軸承(chéng)箱壓蓋(gài)密封處(chu)無任何(hé)洩漏，完(wan)全滿足(zú)設計要(yào)求。在‼️此(cǐ)之前，原(yuan)密封結(jié)構由于(yu)經常發(fā)生洩👨‍❤️‍👨漏(lou)，司泵崗(gǎng)🛀位操作(zuo)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(jin)行補充(chong)，而且還(hai)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(dòng)，由于💯漏(lòu)油的📐普(pu)遍性也(ye)使現場(chang)衛生一(yi)💛直難以(yǐ)解決，給(gei)設備現(xiàn)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(rùn)滑油基(ji)本不需(xu)要大量(liang)補🔴充，大(dà)大減輕(qīng)了工人(ren)的勞動(dong)強度，現(xian)場狀♌況(kuang)明顯改(gǎi)觀，也為(wei)生産平(ping)穩運行(háng)創造了(le)有利條(tiáo)件。

  6 結論(lun)

  将原軸(zhóu)承箱壓(yā)蓋處迷(mi)宮密封(feng)改為離(lí)心密封(feng)與螺旋(xuán)密封👉的(de)組合密(mì)封結構(gòu)，利用離(lí)心密封(fēng)作為初(chu)步♻️節流(liú)阻漏密(mi)封，利用(yong)☂️螺旋密(mì)封作為(wei)二次密(mì)封，可以(yi)保證軸(zhóu)頭處無(wú)任何洩(xiè)㊙️漏。這種(zhǒng)改進方(fāng)法隻需(xu)改造軸(zhóu)承鎖緊(jin)🏒螺母和(hé)軸🌈承箱(xiāng)壓蓋，對(dui)原結構(gou)🈲改動很(hen)小，即能(néng)滿足密(mi)封要求(qiú)，又能适(shì)應原結(jié)構可利(li)用空間(jian)小的限(xian)制。該種(zhong)👣密封結(jie)構簡單(dān)，制造、安(an)裝方便(biàn)，消耗動(dong)力小。從(cong)實際使(shǐ)用效果(guo)來看，完(wán)全改善(shan)了原結(jié)構造成(chéng)的設備(bèi)及周圍(wei)環境被(bei)油污染(rǎn)的🛀🏻局面(mian)，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(diao)整結構(gòu)😘參數，将(jiang)該結構(gou)也成功(gong)地應用(yòng)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(kě)适用于(yú)有類似(sì)問題的(de)其它機(ji)泵，有極(jí)大的推(tui)廣價🏃🏻值(zhi)。