燕化公司煉(liàn)油廠100Y型油泵，原軸(zhou)承箱壓蓋和轉軸(zhóu)之間的⛷️密💜封結構(gòu)為迷宮密封，在迷(mi)宮密封外加一防(fáng)塵環🐕，密封性能🔆較(jiao)差。由于🏃‍♂️泵的轉速(sù)較高，在離心力的(de)作用下，軸承箱内(nei)的潤滑油🔴沿軸從(cong)端蓋甩出，漏油現(xian)象非常普遍，造成(chéng)軸承箱、聯軸器及(ji)周圍地面📧沾滿油(yóu)污，給安全生産帶(dài)來隐患，同時📱造成(chéng)不必要✊的潤滑油(yóu)浪🙇‍♀️費，又嚴重污染(ran)了生産環境，影響(xiang)文明生産和企業(ye)的達标升級。如果(guo)操作員不能及時(shí)發現，還有可能造(zao)成機泵的損壞。因(yin)此，改進🌐原油封結(jié)構，研制一種密封(feng)性能優良、使用壽(shou)命長的新型油封(fēng)結構以取代原油(yóu)封是♉非常必要的(de)。

  2 原密封結構存在(zài)的問題

  機泵運行(háng)中由于油位限制(zhi)，螺母下端浸入油(yóu)池中，把潤滑油🤞攪(jiao)起，沿壓蓋内表面(miàn)淌下，直接滴到旋(xuan)轉軸上⭐，軸上🈚積油(you)很多❄️，被旋轉軸帶(dai)動，油沿軸爬行，進(jin)入壓蓋與軸迷🆚宮(gong)密封🥵間隙，由于迷(mí)宮密封間隙較㊙️大(dà)，而且密封阻力較(jiao)㊙️小，油一旦進入迷(mí)宮難以打回🥰，因而(er)不斷沿㊙️軸外甩出(chū)，在軸端處形成積(jī)油，使迷宮🤟和防塵(chen)環起不到密封作(zuò)用，即🤟發生漏油。從(cóng)以上分析可以看(kan)出原油封結構存(cun)在的主要問題是(shì)軸承鎖緊螺母太(tài)大和迷宮密封間(jiān)隙太大起🧑🏾‍🤝‍🧑🏼不到有(yǒu)效的密封作用。

  3 改(gǎi)進方案的論證及(ji)初步選擇

  新型防(fang)漏油結構應滿足(zú)以下要求：首先要(yao)保證結合部分的(de)密閉性。同時，結構(gòu)緊湊、系統簡單、制(zhì)造維修使用方便(bian)、成⭐品低廉、工作可(ke)靠，使用壽命長。針(zhēn)對漏油的主要原(yuán)因，應從以下兩📞個(ge)方面入手進行改(gǎi)進，阻止漏油。

  （1）、減少(shao)甩油量

  軸承鎖緊(jin)螺母浸油深度（液(yè)面與鎖緊螺母的(de)相對距離）是🤩影響(xiang)甩油量大小的一(yi)個重要因素。減小(xiǎo)螺母直徑，可以減(jian)小浸油深度，減小(xiǎo)攪油，從而減少落(luo)到軸上的油量，間(jiān)接減少漏油量。

  （2）、改(gǎi)進原油封結構

  對(dui)其結構分析，從密(mi)封原理角度講可(kě)考慮填塞或🔆阻塞(sāi)、分☀️隔、引出或注入(rù)和流阻、反輸，以及(jí)這些方案組合等(děng)方法。首先對🍓分隔(gé)，可采取機械密封(feng)。根據機械密封性(xing)能、适用範圍☔、壽命(mìng)來看，機械密封都(dou)能适🏃用，但機械密(mì)封價格高，結構複(fú)🈲雜，所需空間較大(dà)，拆裝不便，不适于(yú)這種小空間結構(gou)。其次考慮采用引(yin)出或注入方法，能(neng)夠達到密封要求(qiu)，但需要輔助裝置(zhì)，結構複雜，因而也(yě)不可取。再有考⚽慮(lü)采用填塞和阻塞(sāi)的方法，由于要求(qiú)較長的壽命，一些(xiē)接觸型密封如氈(zhān)圈、檔圈、密封圈、油(yóu)封等與軸接觸磨(mó)損，壽命💋有限，不适(shi)合高速長周期運(yùn)轉，而且易發生抱(bào)軸，因⚽而排除。*考慮(lǜ)采用流阻或反輸(shū)，或采用綜合方案(àn)。流阻是利用密封(feng)件狹窄間隙或曲(qǔ)折途徑造成密封(fēng)所需要的🏃‍♀️流體阻(zǔ)力。反輸是利用密(mi)封件對洩漏流體(tǐ)造成反壓，使之部(bu)分平衡或完全🈲平(píng)衡，将流體反㊙️輸到(dào)上遊，以達到密封(feng)的目的。其特點👈是(shi)無機械摩擦，結🎯構(gou)緊湊。流體反輸（也(ye)稱動壓）包括迷🆚宮(gong)螺旋密📧封、動密封(fēng)、螺☂️旋密封等。考慮(lǜ)空間狹小、壽命長(zhang)、功耗☀️小、結構簡單(dān)、拆卸方便、價格低(di)等要求，采用流阻(zu)或反輸及其綜合(he)方案*。在流阻或反(fǎn)輸方案中，螺旋♈密(mì)🤞封最能綜合滿足(zu)上述要求，因此優(yōu)先考慮螺旋密封(fēng)。鑒于離心密封可(kě)與其它密封配合(he)使用，為保證密效(xiào)果，選定螺旋密封(feng)與離心密封組合(hé)形式。如圖⭕－1所示：

  4對(dui)于100Y泵的設計計算(suan)：

  根據理論分析，螺(luo)旋密封螺旋角α其(qí)在5°6′時功率最小，而(er)15°39′時取同樣長度密(mi)封壓力*，結合一些(xiē)資料給出實際經(jing)💃🏻驗，兼🧑🏾‍🤝‍🧑🏼顧密封壓㊙️力(li)、功率消耗及結構(gòu)長度，并留一定安(ān)全裕度，設計如㊙️下(xià)：[1]、[2]

  4.1螺旋密封參數的(de)設計計算

  （1）、螺旋角(jiǎo)α

  對于100Y泵，軸端直徑(jìng)為d=65mm，外伸軸段可用(yong)螺旋密封長度L0=56.5mm，其(qí)軸端與聯軸器相(xiàng)聯，留7mm間隔，故取密(mi)封長度L=39.5mm。由于長度(dù)和直徑都較小，由(yóu)密封壓力公式（見(jiàn)後面）[1]，密封壓力較(jiào)小，故螺旋角選的(de)較大，取為α=5°49′。那麼α的(de)正切值t=tanα=0.1019（此值由後(hou)面計算得出）。

  （2）、相對(duì)槽寬u一般取u=0.5~1.0，這裡(li)u=a/(a+b)=0.75。

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

  （4）、密封間隙c推(tuī)薦c=(0.6~2.6)/10000m取c=0.26mm，由于螺旋密(mi)封前有離心密封(fēng)，可保證🔞密封🌈性能(neng)，取大間隙是為了(le)防止由于加工誤(wu)差及安裝誤差，與(yu)軸🌐發生摩擦。

  （5）、槽深(shēn)h，h由公式h=c*(υ-1)求得：h=0.26*(5-1)=1.04，取為(wéi)h=1.0mm。

  （6）、頭數i，頭數i由前面(mian)所讨論的按螺旋(xuan)頭數的選擇原則(ze)：高🚩轉速(n>5000r/min)，選🐆單頭；低(dī)轉速(n<5000rmin)選多頭。由于(yu)本泵n=2950r/min，根據有關資(zī)料推薦，取i=4。

  （7）、螺旋導(dao)程s，取s=16（取整便于加(jiā)工）；則由

  s=πd*tanα，α=5°49′。

  （8）、螺旋槽寬(kuān)a，齒寬b

  由公式得a=πu*d*tanα/i=3.00mm

  b=π*(1-u)*d*tanα/i=1.0mm

  （9）、軸(zhóu)的角速ω及螺旋圓(yuan)周速度v的計算：

  ω=2πn/60=308.9rad/s

  v=πn/60=7.6m/s

  （10）、螺(luó)旋按結構選取長(zhǎng)度為L=39.5mm

  （11）、螺旋密封壓(yā)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u=0.75，t=0.1019，υ=5.0代入得(dé)：Cp=0.178，按Cp=0.178，稀油潤滑取粘(zhān)度系數偏小μ=0.00223×9.8Pa/s，ω=308.9rad/s，d=0.065m，L=0.0395m，c=2.6×10-4

  m代入(rù)，計算得Δ p`=35800Pa。

  （12）、螺旋密封(feng)功耗計算N[1]

  N=πω2d3LCn/4c

  Cn由公式(shi)求得： Cn=0.46，

  則N=14瓦

  機泵電(dian)機額定功率為90KW，軸(zhou)功率75KW，螺旋密封功(gōng)耗為14W，可見功耗很(hěn)🏃‍♀️小，對原機泵運行(hang)不構成影響。

  4.2副葉(yè)輪離心密封的計(ji)算

  副葉輪離心作(zuo)用所産生的密封(fēng)壓力差ΔP″計算公式(shì)☂️為：[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(yè)輪的内徑，氣液相(xiàng)界半徑的外徑

  k------------系(xi)數，與光滑圓盤近(jìn)似，k＝0.5

  4.3螺旋密封和離(li)心密封的組合密(mi)封總壓力差

  組合(he)密封壓力差ΔP為螺(luo)旋密封壓力差ΔP′和(hé)離心密封壓🛀力差(cha)🏃🏻‍♂️ΔP″之和即：ΔP＝ΔP′+ΔP″＝35800+6403＝42203Pa

  由于軸承(chéng)箱内基本為常壓(ya)，箱内壓力與軸承(cheng)箱外大氣壓相近(jìn)，因此組合密封總(zǒng)壓力差ΔP就是防止(zhi)潤滑油外串的密(mì)封壓力，本🈲密封結(jié)構壓力為0.04MPa，完全符(fu)合應略高于機内(nei)壓力的要求。

  4.4材料(liào)選擇

  由于軸承壓(ya)蓋不起承壓作用(yòng)，可選A3鋼，而甩油副(fù)葉輪不✨但起甩⭐油(you)及阻油作用，而且(qiě)也是軸承卡環，為(wéi)防止多次拆卸造(zao)成損壞🤟，可選用45鋼(gāng)。

  5應用情況

  經過改(gai)造的油封，2025年12月，在(zai)酮苯車間泵305（型号(hào)為100Y－120×2）上進行👈了試運(yun)行，後又在泵430、泵351等(děng)機泵上進行了安(an)裝，經過四年多的(de)運行，軸🍉承箱壓蓋(gai)密封處無任何洩(xie)漏🙇‍♀️，完全滿🧡足設計(ji)要求。在此之前，原(yuan)密封結構由于經(jīng)♋常發生洩漏，司泵(beng)崗位操作員的工(gōng)作量很大，在每🔞小(xiao)時的巡檢中都要(yào)對機泵潤滑油進(jin)行補充，而且還發(fā)生過兩起因漏油(you)造成的設備抱軸(zhóu)事故☎️，造成生産的(de)波動，由于漏油的(de)普遍性也使現場(chang)衛生一直難以解(jie)決，給設備現場管(guǎn)理帶來了難度。改(gai)造後，在換油周期(qi)内機泵的潤滑油(yóu)基本不需要大量(liàng)補☔充，大大減輕了(le)工人的勞⭐動強度(du)，現場狀況明顯改(gai)觀，也為生産平穩(wen)運行創造了有利(li)條件。

  6 結論

  将原軸(zhou)承箱壓蓋處迷宮(gōng)密封改為離心密(mì)封與螺旋😄密封的(de)🌈組合密封結構，利(li)用離心密封作為(wéi)初步節流阻漏密(mi)封，利用螺旋密封(feng)作為二次密封，可(ke)以保證軸頭處無(wu)任何洩漏。這種改(gǎi)進方法隻需改造(zào)軸承鎖緊⛷️螺母和(he)軸承箱壓蓋📐，對原(yuan)結構改動很小☁️，即(jí)能滿足密封要求(qiú)，又能适應原結構(gòu)可利用空間小的(de)限制。該🔞種密封結(jie)構簡單，制造、安裝(zhuang)方便，消耗動力小(xiǎo)。從實際使用效果(guǒ)來看，完全改善了(le)原結構♊造成的設(shè)備及周圍環境被(bei)油污染的🔞局面，消(xiāo)除了✉️生産隐患；減(jian)輕工人勞動強度(dù)，促進了文明生産(chǎn)。此⛹🏻‍♀️外，通過調整結(jié)構㊙️參數，将該結構(gou)也成功地應用于(yú)🎯65Y、150Y型泵上，同樣取得(de)了滿意☂️的效果。因(yīn)此，該結構也可✏️适(shì)用于有類似問題(tí)的其它機泵，有極(ji)大的推廣價值。