燕化公司煉油(yóu)廠100Y型油泵，原軸(zhóu)承箱壓蓋和轉(zhuǎn)軸之間的密封(feng)結構為迷宮密(mi)封，在迷宮密封(fēng)外加一防塵環(huán)，密封✊性能較差(cha)。由于♻️泵的轉速(su)較高，在離心力(lì)的作用下，軸承(chéng)♋箱内的🈲潤滑油(you)沿軸從端蓋甩(shuai)出，漏油現象非(fei)常普遍，造成軸(zhóu)承箱、聯軸器及(ji)🌏周圍地面沾滿(mǎn)油污，給安全生(sheng)産帶💔來隐患，同(tóng)時造成不必要(yao)的潤滑油浪🤟費(fei)，又嚴重污染了(le)生産環境，影響(xiǎng)文明生産和企(qǐ)業的達标升級(ji)。如果操作員不(bú)能及時發現，還(hái)有可能造成機(jī)✔️泵的損壞。因此(cǐ)，改進♍原油封結(jié)🏃🏻構，研制一種密(mì)封性能優良、使(shǐ)用壽命長的新(xin)型油封結構以(yǐ)取代原油封是(shì)非常必要的。

  2 原(yuan)密封結構存在(zai)的問題

  機泵運(yùn)行中由于油位(wei)限制，螺母下端(duan)浸入油池中，把(ba)潤滑🐅油攪♉起，沿(yán)壓蓋内表面淌(tang)下，直接滴到旋(xuán)轉👨‍❤️‍👨軸上，軸上積(jī)油很多🍓，被旋轉(zhuan)軸帶動，油沿軸(zhou)爬行，進入壓蓋(gai)與軸迷宮密封(feng)間隙，由于迷宮(gong)密封間隙較👣大(da)，而且密封阻力(li)較小，油一旦進(jìn)入迷宮難以打(da)回✌️，因而不斷沿(yán)軸外甩出，在軸(zhou)端處形成積油(you)，使迷宮和防塵(chen)環起不到密封(feng)作用，即發生漏(lou)油。從以上分析(xī)可以看出原油(yóu)封結構存在的(de)主🆚要問題是軸(zhou)承鎖緊螺母太(tài)大和迷宮密封(fēng)間隙太大起不(bu)到有效的密封(fēng)作用。

  3 改進方案(an)的論證及初步(bù)選擇

  新型防漏(lou)油結構應滿足(zú)以下要求：首先(xiān)要保證結合部(bu)分的密閉性。同(tong)時，結構緊湊、系(xì)統簡單、制造維(wéi)修使📐用方便、成(chéng)品低廉、工作可(ke)靠，使用壽命長(zhang)。針對漏油的主(zhu)要原因，應從以(yi)下兩㊙️個方面入(rù)手進行改進，阻(zǔ)止漏油。

  （1）、減少甩(shuai)油量

  軸承鎖緊(jǐn)螺母浸油深度(dù)（液面與鎖緊螺(luó)母的相對距離(lí)）是影響甩油量(liang)大小的一個重(zhong)要因素。減小螺(luó)母直徑，可以減(jian)小浸油深度，減(jiǎn)小攪油，從而減(jiǎn)少落到軸上的(de)油量，間接減少(shǎo)漏油量。

  （2）、改進原(yuan)油封結構

  對其(qi)結構分析，從密(mi)封原理角度講(jiang)可考慮填塞或(huo)阻塞🍓、分隔、引出(chū)或注入和流阻(zu)、反輸，以及這些(xie)方案組合等方(fang)法。首先對🤞分隔(gé)，可采取機械密(mì)封。根據機械密(mì)封性能、适📞用範(fàn)圍、壽命來看，機(ji)械密封都能适(shì)用，但機械密封(feng)價格高，結構複(fu)雜，所需空間較(jiào)大，拆裝不便，不(bú)适于這種小空(kong)間結構。其次考(kao)慮采用引🔴出或(huo)注入方法，能夠(gou)達到密封要求(qiu)，但需要輔🏃‍♀️助裝(zhuang)置，結構複雜，因(yīn)而也不可取。再(zai)有考慮采用填(tian)塞和阻塞的方(fāng)法，由于要求較(jiào)長的壽命，一些(xie)♉接觸型密封如(ru)氈圈、檔圈、密封(fēng)圈、油封等與軸(zhóu)接觸磨損，壽命(mìng)有限，不适合高(gāo)速長周期運轉(zhuǎn)，而且易發生抱(bao)軸，因而排除。*考(kǎo)慮采用流阻或(huo)㊙️反輸，或采用綜(zōng)合方案。流阻是(shì)利用密封件狹(xiá)窄間隙或曲折(she)途徑造成密封(fēng)所需要的🛀流體(ti)阻力。反輸是利(lì)用密封件對洩(xie)漏流體造成反(fan)壓，使之部分平(píng)衡或完全平衡(héng)，将流體反♈輸到(dào)上遊，以達到密(mì)封的目的😍。其特(te)點是無機械摩(mo)🛀擦，結構緊湊。流(liú)體反輸（也稱動(dòng)壓）包括迷宮螺(luo)旋密封、動密封(feng)、螺旋密封等。考(kǎo)慮空✨間狹小、壽(shòu)命💞長、功耗小、結(jié)構簡單、拆卸方(fang)便、價格低等要(yao)求，采用流阻或(huo)反輸及其綜合(he)方案*。在流阻或(huò)反輸方案✊中，螺(luo)旋密🌂封最能綜(zōng)合滿足上述要(yao)求，因此優先考(kao)慮螺⛷️旋密封。鑒(jiàn)于離心密封可(ke)與其它密封配(pei)合使用⁉️，為保證(zhèng)密效果，選定螺(luo)旋密封與✊離心(xin)密封組合形式(shì)。如圖－1所示：

  4對于(yú)100Y泵的設計計算(suan)：

  根據理論分析(xi)，螺旋密封螺旋(xuan)角α其在5°6′時功率(lü)最小，而15°39′時🌂取❓同(tong)👅樣長度密封壓(ya)力*，結合一些資(zī)料給出實際經(jīng)💁驗，兼顧密封壓(ya)力、功率消耗及(jí)結構長度，并留(liu)一定安全裕度(dù)，設計如㊙️下：[1]、[2]

  4.1螺旋(xuan)密封參數的設(shè)計計算

  （1）、螺旋角(jiao)α

  對于100Y泵，軸端直(zhi)徑為d=65mm，外伸軸段(duàn)可用螺旋密封(fēng)長度L0=56.5mm，其軸端🙇‍♀️與(yǔ)聯軸器相聯，留(liú)7mm間隔，故取密封(fēng)長度L=39.5mm。由于長度(du)和直🏃‍♀️徑都較小(xiǎo)，由密☎️封壓力公(gong)式（見後面）[1]，密封(fēng)壓力較小，故螺(luó)旋角選的較大(da)，取為α=5°49′。那㊙️麼α的正(zheng)切值t=tanα=0.1019（此值由後(hou)面計算得👄出）。

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

  （3）、相對槽深(shēn)υ一般取υ=2~10，取為υ=(c+h)/c=5。

  （4）、密(mi)封間隙c推薦c=(0.6~2.6)/10000m取(qu)c=0.26mm，由于螺旋密封(feng)前有離心密封(fēng)，可保證密封👉性(xìng)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻能，取大間隙是(shi)為了防止由于(yú)加工誤差及安(ān)裝誤差✏️，與軸發(fa)生摩擦。

  （5）、槽深h，h由(yóu)公式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i由前(qián)面所讨論的按(àn)螺旋頭數的選(xuan)擇原則：高轉速(sù)(n>5000r/min)，選單頭；低轉速(sù)(n<5000rmin)選多頭。由于本(běn)泵n=2950r/min，根據有關資(zī)☎️料推薦，取⚽i=4。

  （7）、螺旋(xuan)導程s，取s=16（取整便(biàn)于加工）；則由

  s=πd*tanα，α=5°49′。

  （8）、螺(luo)旋槽寬a，齒寬b

  由(yóu)公式得a=πu*d*tanα/i=3.00mm

  b=π*(1-u)*d*tanα/i=1.0mm

  （9）、軸的角(jiǎo)速ω及螺旋圓周(zhōu)速度v的計算：

  ω=2πn/60=308.9rad/s

  v=πn/60=7.6m/s

  （10）、螺(luó)旋按結構選取(qǔ)長度為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：Cp=0.178，按Cp=0.178，稀油(you)潤滑取粘度系(xi)數偏小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）、螺旋密封(feng)功耗計算N[1]

  N=πω2d3LCn/4c

  Cn由公(gōng)式求得： Cn=0.46，

  則N=14瓦

  機(jī)泵電機額定功(gong)率為90KW，軸功率75KW，螺(luo)旋密封功耗為(wei)14W，可見☔功耗👈很小(xiao)📐，對原機泵運行(hang)不構成影響。

  4.2副(fu)葉輪離心密封(feng)的計算

  副葉輪(lun)離心作用所産(chan)生的密封壓力(li)差ΔP″計算公式為(wei)：[1]

  ΔP″=k2ω2(R22-R12)r/ 2

  =0.52×308.92×(0.0352-0.0252)×800/2

  =6403 Pa

  式中：R1、R2--------分别為葉(ye)輪的内徑，氣液(ye)相界半徑的外(wài)徑

  k------------系數，與光滑(huá)圓盤近似，k＝0.5

  4.3螺旋(xuan)密封和離心密(mì)封的組合密封(feng)總壓力差

  組合(he)密封壓力差ΔP為(wei)螺旋密封壓力(lì)差ΔP′和離心密封(fēng)📞壓力差ΔP″之和即(ji)：ΔP＝ΔP′+ΔP″＝35800+6403＝42203Pa

  由于軸承箱内(nei)基本為常壓，箱(xiang)内壓力與軸承(chéng)箱外大氣壓相(xiang)近🈲，因此組合密(mi)封總壓力差ΔP就(jiù)是防止潤滑油(you)外串的密封壓(yā)力，本密封結構(gòu)壓力為0.04MPa，完全符(fú)合應略高于機(jī)内壓力的要求(qiú)。

  4.4材料選擇

  由于(yu)軸承壓蓋不起(qi)承壓作用，可選(xuǎn)A3鋼，而甩油副葉(ye)輪不但起甩油(yóu)及阻油作用，而(ér)且也是軸承卡(ka)環，為防止多次(cì)拆卸造成損壞(huai)，可選用45鋼。

  5應用(yong)情況

  經過改造(zào)的油封，2025年12月，在(zai)酮苯車間泵305（型(xing)号為100Y－120×2）上進行了(le)試運行，後又在(zai)泵430、泵351等機泵上(shang)進行了安裝，經(jing)♉過四年多的運(yun)行，軸承箱🏃‍♂️壓蓋(gài)密封處無任何(hé)洩漏，完全滿足(zú)設計要求。在此(cǐ)之前，原密封結(jie)構由于經常發(fa)生洩漏，司泵崗(gang)位操作員的工(gong)作量很大，在每(měi)小時的巡檢中(zhong)都要對機☂️泵潤(rùn)滑油進行補充(chōng)，而且🈚還發生過(guo)兩起因漏油造(zao)成的設備抱軸(zhóu)事故，造成生産(chǎn)的波⭕動，由于漏(lou)油的普遍性也(yě)👨‍❤️‍👨使現場衛生一(yi)直♍難以解決，給(gěi)設備✉️現場管理(li)帶來了難度。改(gai)造後，在換油周(zhou)期内機泵的潤(rùn)滑油基本不需(xū)要大量補充，大(dà)大減輕了工人(ren)的勞動強度，現(xian)場狀況明顯改(gǎi)觀，也為生産平(píng)穩運行創造了(le)有利條件。

  6 結論(lun)

  将原軸承箱壓(yā)蓋處迷宮密封(fēng)改為離心密封(fēng)與螺旋密封的(de)組合密封結構(gou)，利用離心密封(fēng)作為初步節流(liu)阻漏密封，利用(yòng)螺旋密封作為(wéi)二次密封，可以(yi)保證軸頭處無(wú)👈任何洩💯漏。這種(zhong)🤞改進方法隻需(xu)改造軸承鎖緊(jin)螺母和軸承箱(xiāng)壓蓋，對原結構(gòu)改動很小，即能(neng)滿足密封要求(qiu)，又能💃🏻适應原結(jie)構✔️可利用空間(jiān)小的限制。該種(zhong)密封結構簡單(dan)，制造、安裝方便(bian)，消耗動力小。從(cong)實際使🌏用效果(guo)來看，完全♍改善(shàn)了原結構造成(cheng)的設備及周圍(wei)環境被油污染(ran)的局面，消除了(le)生産隐患；減輕(qing)工人勞⛷️動強度(du)，促進了文明生(sheng)産。此外，通過調(diao)整結構參數，将(jiang)該結構也成功(gong)地應用于🔴65Y、150Y型泵(bèng)上，同樣取得了(le)滿意的效果。因(yīn)此，該結構也可(ke)♊适用于有類似(sì)問題的其它機(jī)泵，有極大的推(tuī)廣價值。