燕化公(gong)司煉油(yóu)廠100Y型油(yóu)泵，原軸(zhóu)承箱壓(yā)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(fēng)外加一(yī)防♋塵環(huán)，密封性(xing)能較差(chà)💜。由于泵(beng)的轉速(sù)較高，在(zài)離心力(li)的作用(yòng)下，軸承(cheng)箱内的(de)潤滑油(yóu)沿軸從(cong)端蓋甩(shuǎi)出，漏油(you)現象非(fēi)常普遍(bian)，造成軸(zhóu)承箱、聯(lián)軸器及(jí)周圍地(di)面♋沾滿(mǎn)油污，給(gei)安全生(shēng)産帶來(lái)隐患，同(tong)時造成(cheng)不必要(yao)的潤滑(huá)油浪🏃‍♂️費(fèi)，又嚴重(zhong)污染了(le)生産環(huán)境，影響(xiang)文明🌈生(shēng)産和企(qǐ)業的達(da)标升級(ji)。如果操(cao)作員不(bú)能及時(shí)發👣現，還(hái)有可能(néng)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(ming)長的新(xīn)型油封(feng)結構以(yǐ)取代原(yuán)油封是(shì)✌️非常必(bi)要的。

  2 原(yuán)密封結(jie)構存在(zai)的問題(tí)

  機泵運(yùn)行中由(you)于油位(wèi)限制，螺(luo)母下端(duan)浸入油(you)池中，把(bǎ)❌潤滑油(you)攪起，沿(yán)壓蓋内(nèi)表面淌(tǎng)下，直接(jiē)滴到旋(xuan)轉軸上(shang)，軸上積(jī)油♊很多(duo)，被旋轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)，油沿軸(zhóu)爬行，進(jìn)入壓蓋(gài)🔞與軸迷(mi)㊙️宮密封(fēng)間隙，由(yóu)于迷宮(gōng)密封間(jian)隙較大(da)，而且密(mi)封阻力(lì)較小，油(yóu)一旦進(jìn)入迷宮(gong)難以打(dǎ)回⛹🏻‍♀️，因而(er)不斷沿(yán)軸外甩(shuai)出，在軸(zhóu)端處形(xíng)成積油(you)，使迷宮(gong)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(xi)可以看(kàn)出原油(you)封結構(gòu)存在的(de)主✍️要問(wèn)題是軸(zhou)承☂️鎖👈緊(jin)螺母太(tài)大和迷(mí)宮密封(feng)間隙太(tai)大起🔞不(bú)到有效(xiao)的密封(feng)作用。

  3 改(gǎi)進方案(an)的論證(zhèng)及初步(bu)選擇

  新(xin)型防漏(lòu)油結構(gòu)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(tong)時，結構(gou)緊湊、系(xi)統簡單(dān)、制造維(wei)🆚修使💋用(yòng)方便、成(chéng)品低廉(lian)、工😍作可(kě)靠，使用(yong)壽命長(zhang)。針對🤩漏(lou)油的🈚主(zhu)要原因(yīn)，應從以(yǐ)下兩🏃個(ge)方面🧑🏽‍🤝‍🧑🏻入(ru)手進行(hang)改進，阻(zu)止漏油(you)。

  （1）、減少甩(shuai)油量

  軸(zhóu)承鎖緊(jin)螺母浸(jin)油深度(du)（液面與(yǔ)鎖緊螺(luó)母的相(xiang)對🌍距離(li)🈲）是影響(xiang)甩油量(liàng)大小的(de)一個重(zhong)要因素(su)。減小螺(luó)母直🛀徑(jìng)，可以減(jian)小浸油(yóu)深度，減(jian)小攪油(yóu)，從而減(jian)少落😘到(dào)軸上的(de)油量，間(jiān)接減少(shǎo)漏油量(liang)。

  （2）、改進原(yuán)油封結(jie)構

  對其(qi)結構分(fen)析，從密(mì)封原理(lǐ)角度講(jiǎng)可考慮(lǜ)填塞或(huò)⭕阻💰塞、分(fen)隔、引出(chu)或注入(ru)和流阻(zǔ)、反輸，以(yi)及這些(xie)方案組(zǔ)合等方(fang)法。首先(xian)對👅分隔(ge)，可采取(qu)機械密(mi)封。根據(ju)機械密(mì)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(jī)械🧑🏾‍🤝‍🧑🏼密封(feng)價格♋高(gao)，結構複(fú)雜，所需(xū)空間較(jiào)大，拆裝(zhuāng)不便，不(bu)适于這(zhe)種小空(kōng)間結構(gou)。其次🏃考(kǎo)慮采用(yòng)引😘出或(huo)注入方(fang)法，能夠(gòu)達到密(mi)封要求(qiu)，但需要(yào)輔助裝(zhuāng)💜置，結構(gòu)複雜，因(yin)而🏃🏻‍♂️也不(bu)可取。再(zai)有考💜慮(lü)采用填(tian)塞和阻(zu)塞的方(fang)法，由于(yu)要求較(jiao)長的壽(shou)命，一些(xiē)接觸型(xing)密封如(ru)氈圈、檔(dàng)圈、密封(fēng)圈🚶‍♀️、油封(fēng)等與軸(zhou)接觸磨(mo)損，壽命(mìng)有限，不(bu)适合高(gao)速長周(zhōu)期運轉(zhuǎn)，而且易(yi)發生抱(bào)軸，因🔅而(ér)排除。*考(kǎo)慮♈采用(yòng)流阻或(huo)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(shé)途徑造(zao)成密封(feng)所需要(yào)的流體(ti)阻力。反(fan)輸是利(lì)用密封(feng)件對洩(xiè)漏流體(tǐ)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(dao)上遊，以(yǐ)達到密(mì)封的目(mù)的。其特(tè)點是無(wu)機械摩(mo)擦，結☁️構(gòu)緊湊。流(liú)體反輸(shu)（也稱動(dong)壓）包括(kuò)迷🔆宮螺(luo)旋密封(fēng)、動密封(feng)、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(fāng)便、價格(ge)低等要(yào)求，采用(yòng)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(zong)合滿足(zú)上述要(yao)求，因此(cǐ)優先考(kǎo)慮螺旋(xuan)密封。鑒(jian)于離心(xīn)密封可(kě)與其它(tā)密封配(pei)合使用(yòng)，為保證(zheng)✊密效果(guo)，選定螺(luo)旋密封(feng)與離心(xin)密封組(zǔ)合形式(shi)。如圖🔆－1所(suo)示：

  4對于(yú)100Y泵的設(she)計計算(suan)：

  根據理(lǐ)論分析(xī)，螺旋密(mì)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(dù)密封壓(yā)力*，結合(hé)一些資(zī)料給出(chū)實際經(jīng)驗，兼顧(gu)密封壓(yā)力、功率(lǜ)消耗及(ji)結構長(zhǎng)度，并留(liu)一定安(ān)全裕度(du)💞，設計如(rú)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(duàn)可用螺(luo)旋密封(feng)長度L0=56.5mm，其(qi)軸端與(yǔ)聯軸器(qì)相聯，留(liú)7mm間隔，故(gu)取密封(feng)長度L=39.5mm。由(you)于長度(dù)和直徑(jìng)都較小(xiǎo)🔱，由密封(feng)壓力公(gong)式（見後(hòu)面）[1]，密封(fēng)壓力較(jiào)小，故螺(luó)旋角選(xuǎn)📧的較大(dà)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼，取為α=5°49′。那(nà)麼α的正(zhèng)切值t=tanα=0.1019（此(cǐ)值由後(hòu)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(qu)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(luó)旋密封(feng)前有離(lí)心密封(feng)，可保證(zhèng)密🏒封性(xìng)🈲能，取大(da)間隙是(shì)為了防(fáng)止由于(yú)加工誤(wù)差及安(ān)裝誤差(cha)，與軸發(fa)生🚩摩擦(ca)。

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

  （6）、頭數i，頭(tóu)數i由前(qián)面所讨(tao)論的按(an)螺旋頭(tóu)數的選(xuan)擇原則(zé)🈲：高轉♈速(su)(n>5000r/min)，選單頭(tou)；低轉速(su)(n<5000rmin)選多頭(tóu)。由于本(ben)泵n=2950r/min，根據(jù)有🍉關資(zī)料推薦(jiàn)，取i=4。

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

  s=πd*tanα，α=5°49′。

  （8）、螺(luó)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(jiǎo)速ω及螺(luo)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(jie)構選取(qǔ)長度為(wei)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(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(qu)粘度系(xì)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(jì)算得Δ p`=35800Pa。

  （12）、螺(luo)旋密封(fēng)功耗計(ji)算N[1]

  N=πω2d3LCn/4c

  Cn由公(gōng)式求得(dé)： Cn=0.46，

  則N=14瓦

  機(jī)泵電機(ji)額定功(gong)率為90KW，軸(zhóu)功率75KW，螺(luo)旋密封(feng)功耗為(wei)14W，可見功(gong)耗很小(xiǎo)，對原機(ji)泵運行(háng)不構成(chéng)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(lì)差ΔP″計算(suan)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(fèn)别為葉(yè)輪的内(nèi)徑，氣液(yè)相界半(bàn)徑的外(wai)徑

  k------------系數(shù)，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(zu)合密封(feng)總壓力(lì)差

  組合(hé)密封壓(yā)力差ΔP為(wéi)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(zhóu)承箱内(nei)基本為(wéi)常壓，箱(xiāng)内壓力(lì)與軸承(chéng)箱外大(da)氣壓🏃🏻‍♂️相(xiang)近，因此(cǐ)組合密(mì)封總壓(ya)力差ΔP就(jiù)是防止(zhi)潤滑油(yóu)外串的(de)密封壓(yā)力，本密(mi)封結構(gòu)壓力為(wei)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(yu)軸承壓(ya)蓋不起(qǐ)承壓作(zuo)用，可選(xuǎn)A3鋼，而甩(shuǎi)油副葉(yè)輪🚶不但(dan)起甩油(you)及阻油(you)作用，而(ér)且也是(shi)軸承卡(ka)環，為防(fang)止多次(cì)拆卸🙇🏻造(zào)成損壞(huài)，可選用(yòng)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(che)間泵305（型(xing)号為100Y－120×2）上(shàng)進💞行了(le)試❗運📧行(háng)，後又在(zai)泵430、泵351等(děng)機泵上(shàng)進行了(le)安裝，經(jing)過四年(nián)多的運(yùn)行，軸承(cheng)箱壓蓋(gai)密封處(chu)無任何(he)洩漏，完(wán)全滿足(zú)設計要(yao)求。在此(ci)之前，原(yuan)密封結(jié)構由于(yu)經⭐常發(fā)生洩💁漏(lòu)，司泵崗(gǎng)位操作(zuò)員的工(gōng)作量很(hěn)大，在每(měi)小時的(de)巡檢中(zhong)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(zào)成的設(shè)備抱軸(zhou)事故，造(zao)成生産(chan)的波動(dong)，由于漏(lou)油的普(pu)遍性也(yě)使現場(chang)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(zhōu)🙇🏻期内機(jī)泵的潤(run)滑油基(ji)本不需(xu)要大量(liang)補充，大(da)大減輕(qīng)了工人(rén)的勞動(dòng)強度，現(xian)場狀況(kuàng)明顯改(gǎi)觀，也為(wéi)生産平(píng)穩運行(háng)創造了(le)有利條(tiáo)件。

  6 結論(lun)

  将原軸(zhóu)承箱壓(ya)蓋處迷(mi)宮密封(feng)改為離(lí)心密封(fēng)與螺旋(xuan)密封的(de)組合密(mì)封結構(gou)，利用離(lí)心密封(fēng)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(yǐ)保證軸(zhóu)頭處無(wu)任何洩(xiè)漏。這種(zhong)改進方(fang)法隻需(xu)改造💃🏻軸(zhóu)承鎖緊(jǐn)螺母和(he)軸承箱(xiāng)壓蓋，對(duì)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(jié)構可利(li)用空間(jiān)小的限(xiàn)制。該種(zhǒng)密封結(jié)構簡單(dān)，制造、安(ān)裝方便(bian)，消耗動(dong)力小。從(cong)實際使(shǐ)用效果(guo)來看，完(wan)全改善(shan)了原結(jié)構造成(cheng)的設備(bèi)及周圍(wéi)🔞環境被(bèi)油污染(rǎn)的局面(mian)，消除了(le)生産隐(yǐn)患；減輕(qīng)工人勞(láo)☂️動強度(du)，促進了(le)文明生(sheng)産。此外(wai)，通過調(diào)整結構(gou)參數，将(jiang)該結構(gòu)也成功(gong)地應用(yong)于65Y、150Y型泵(beng)上，同樣(yàng)🐆取得了(le)滿意🌈的(de)效果。因(yīn)此，該結(jié)構也可(kě)适用于(yu)有類似(sì)問題的(de)其它機(ji)泵☔，有極(jí)大的推(tuī)廣價值(zhi)。