燕(yàn)化公司煉油(you)廠100Y型油泵，原(yuán)軸承箱壓蓋(gai)和轉軸之間(jiān)的密封結構(gòu)為迷宮密封(fēng)，在迷宮密封(feng)外加一防🔴塵(chén)環🌈，密封性能(néng)較差🌈。由于泵(bèng)的轉速較高(gao)，在離心力的(de)作用下，軸承(chéng)箱内的潤滑(hua)油🆚沿軸從端(duān)蓋甩出，漏👈油(yóu)現象非常普(pǔ)遍，造成軸承(chéng)箱、聯軸器及(ji)周圍地面沾(zhan)滿油污，給安(ān)全生産帶來(lai)隐患，同時造(zao)成不必要的(de)潤滑油浪⭐費(fèi)㊙️，又嚴重污染(rǎn)了生産環境(jing)，影響文明生(shēng)産和企業的(de)達标升級。如(rú)果操作員不(bú)能及時發現(xian)，還有可能造(zào)成機泵的損(sǔn)壞。因此，改進(jin)原油封結🏃構(gòu)，研制一種密(mi)封性能❗優良(liang)、使用壽命長(zhang)的新型油封(feng)結構以取代(dài)原油封是非(fei)常必要的。

  2 原(yuán)密封結構存(cun)在的問題

  機(ji)泵運行中由(you)于油位限制(zhì)，螺母下端浸(jin)入油池中，把(bǎ)潤🔴滑油攪起(qǐ)，沿壓蓋内表(biao)面淌下，直接(jie)滴到旋轉軸(zhou)上，軸上積油(you)很多，被旋轉(zhuǎn)軸帶動，油沿(yán)軸爬行，進入(rù)壓蓋與軸迷(mi)宮密封間隙(xì)，由于迷宮密(mi)封間隙較大(dà)，而且密封阻(zǔ)力較小，油一(yi)旦進入迷宮(gong)難以打回📞，因(yīn)而不斷沿軸(zhóu)外甩出，在軸(zhou)端處形成積(ji)油，使迷宮和(he)防塵環起不(bu)到密封作用(yòng)，即發生漏油(yóu)。從以☂️上分析(xī)可以看出原(yuan)油🌈封結構存(cun)在的主✂️要問(wèn)題是軸承鎖(suǒ)🛀🏻緊螺母太大(da)和迷宮密封(fēng)間隙太大起(qǐ)不到有效的(de)密封作🏃🏻‍♂️用。

  3 改(gai)進方案的論(lùn)證及初步選(xuǎn)擇

  新型防漏(lou)油結構應滿(mǎn)足以下要求(qiú)：首先要保證(zheng)結合部分的(de)密閉性。同時(shi)，結構緊湊、系(xi)統簡單、制造(zao)維修使用方(fang)便、成品低廉(lian)、工作可靠，使(shǐ)用壽命長。針(zhēn)對漏油的主(zhǔ)要原因，應從(cong)以下兩個方(fāng)面🈲入手進行(hang)改㊙️進，阻止漏(lòu)油。

  （1）、減少甩油(yóu)量

  軸承鎖緊(jǐn)螺母浸油深(shēn)度（液面與鎖(suǒ)緊螺母的相(xiàng)對距離）是影(yǐng)🛀🏻響甩油量大(dà)小的一個重(zhòng)要因素。減小(xiǎo)螺母直👅徑，可(ke)以減小浸‼️油(you)深度，減小攪(jiǎo)油，從而減少(shao)落到軸上的(de)油量，間接減(jian)少漏油量。

  （2）、改(gai)進原油封結(jié)構

  對其結構(gòu)分析，從密封(fēng)原理角度講(jiǎng)可考慮填塞(sāi)或阻塞、分🏃🏻隔(gé)😄、引出或注入(rù)和流阻、反輸(shū)，以及這些方(fāng)案組合等方(fang)法。首先對分(fen)隔，可采取機(ji)械密封。根據(jù)機🍓械密封性(xing)能、适用範圍(wei)、壽命來📱看，機(ji)械密封都能(néng)适用，但機械(xie)密封價格高(gāo)，結構複雜，所(suǒ)需空間較大(dà)，拆裝不便，不(bu)适于這種小(xiǎo)空間結構。其(qi)次考慮采用(yong)引出或注入(rù)方法⭕，能夠達(dá)到密封要求(qiu)，但需要輔助(zhù)裝置，結構複(fú)雜，因而也不(bu)可取。再有考(kǎo)慮采用填塞(sai)和阻塞的方(fang)法，由于要求(qiú)較長的壽命(mìng)，一些接觸型(xing)密封如氈圈(quan)、檔圈、密封圈(quan)、油封等與軸(zhóu)接觸磨損，壽(shou)命🐆有限，不适(shi)合高速🐅長周(zhōu)期運轉，而且(qie)易發生抱軸(zhóu)，因而排除。*考(kǎo)慮采用流阻(zǔ)或反👄輸，或采(cǎi)用綜合方案(àn)。流🐕阻是🤞利用(yòng)密封件狹窄(zhai)間隙或曲折(shé)途徑造成密(mi)封所需要的(de)流體阻力。反(fan)輸是利用密(mì)封件對洩漏(lou)流🥰體造成反(fǎn)壓，使之部分(fen)平衡或完全(quan)平衡，将流體(ti)♌反輸到上遊(you)，以達到密封(feng)的目的。其特(tè)點是無機械(xie)摩擦，結構緊(jǐn)湊。流體反輸(shū)（也稱動壓）包(bāo)括迷👅宮螺旋(xuan)密封、動密封(feng)、螺旋密封等(děng)。考🏃🏻慮空間狹(xiá)小、壽命長、功(gōng)耗小、結構簡(jian)單、拆卸方🐆便(bian)、價格低等要(yao)求，采用流阻(zu)或反輸及其(qi)綜合方案*。在(zai)流阻或反輸(shu)方案中，螺旋(xuan)密封最能綜(zong)合滿足上述(shù)要求，因此優(yōu)先考慮螺旋(xuan)密🔴封。鑒于離(li)心密封可與(yǔ)其它密封配(pei)合使用，為保(bao)證📞密效果，選(xuan)定螺旋密封(feng)與離心密封(fēng)組合形式。如(rú)圖☂️－1所示：

  4對于(yu)100Y泵的設計計(ji)算：

  根據理論(lùn)分析，螺旋密(mì)封螺旋角α其(qi)在5°6′時功率最(zuì)小，而15°39′時取同(tong)🤞樣長度密封(fēng)壓力*，結合一(yi)些資料給出(chu)實際經驗，兼(jian)顧密封壓力(li)、功率消耗及(jí)結構長度，并(bing)留一定安全(quán)裕度，設計如(rú)下：[1]、[2]

  4.1螺旋密封(fēng)參數的設計(jì)計算

  （1）、螺旋角(jiao)α

  對于100Y泵，軸端(duān)直徑為d=65mm，外伸(shēn)軸段可用螺(luo)旋密封長度(dù)L0=56.5mm，其✔️軸端與聯(lian)軸器相聯，留(liú)7mm間隔，故取密(mì)封長度L=39.5mm。由于(yu)長度和直徑(jing)都較小，由密(mi)封壓力公式(shì)（見後面）[1]，密封(fēng)壓力較小，故(gù)螺旋角選的(de)較大，取為α=5°49′。那(na)麼α的正切值(zhi)t=tanα=0.1019（此值由後面(mian)計算得出）。

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

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

  （4）、密封間(jiān)隙c推薦c=(0.6~2.6)/10000m取c=0.26mm，由(you)于螺旋密封(fēng)前有離心密(mì)封，可保💯證密(mì)封性✨能，取大(da)間隙是為了(le)防止由于加(jiā)工誤⭕差及安(an)裝誤差，與軸(zhou)發生✂️摩擦。

  （5）、槽(cao)深h，h由公式h=c*(υ-1)求(qiú)得：h=0.26*(5-1)=1.04，取為h=1.0mm。

  （6）、頭數(shù)i，頭數i由前面(miàn)所讨論的按(àn)螺旋頭數的(de)選擇原則：高(gao)轉速🚩(n>5000r/min)，選單頭(tou)；低轉速(n<5000rmin)選多(duō)頭。由于本泵(bèng)n=2950r/min，根據有關資(zī)料推薦，取i=4。

  （7）、螺(luo)旋導程s，取s=16（取(qu)整便于加工(gōng)）；則由

  s=πd*tanα，α=5°49′。

  （8）、螺旋槽(cáo)寬a，齒寬b

  由公(gōng)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(yuan)周速度v的計(jì)算：

  ω=2πn/60=308.9rad/s

  v=πn/60=7.6m/s

  （10）、螺旋按結(jié)構選取長度(du)為L=39.5mm

  （11）、螺旋密封(feng)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(bǎ)u=0.75，t=0.1019，υ=5.0代入得：Cp=0.178，按Cp=0.178，稀(xī)油潤滑取粘(zhan)度系數偏小(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，計算得(de)Δ p`=35800Pa。

  （12）、螺旋密封功(gōng)耗計算N[1]

  N=πω2d3LCn/4c

  Cn由公(gong)式求得： Cn=0.46，

  則N=14瓦(wǎ)

  機泵電機額(e)定功率為90KW，軸(zhóu)功率75KW，螺旋密(mi)封功耗為14W，可(kě)見功耗很小(xiao)，對原機泵運(yùn)行不構成影(yǐng)響。

  4.2副葉輪離(li)心密封的計(ji)算

  副葉輪離(lí)心作用所産(chǎn)生的密封壓(ya)力差ΔP″計算公(gong)式為：[1]

  ΔP″=k2ω2(R22-R12)r/ 2

  =0.52×308.92×(0.0352-0.0252)×800/2

  =6403 Pa

  式中：R1、R2--------分(fen)别為葉輪的(de)内徑，氣液相(xiang)界半徑的外(wài)徑

  k------------系數，與光(guang)滑圓盤近似(si)，k＝0.5

  4.3螺旋密封和(he)離心密封的(de)組合密封總(zǒng)壓力差

  組合(hé)密封壓力差(chà)ΔP為螺旋密封(fēng)壓力差ΔP′和離(li)心密封壓力(li)差ΔP″之🌈和即：ΔP＝ΔP′+ΔP″＝35800+6403＝42203Pa

  由(you)于軸承箱内(nèi)基本為常壓(yā)，箱内壓力與(yu)軸承箱外大(da)氣壓相⛱️近，因(yin)此組合密封(feng)總壓力差ΔP就(jiu)是防止潤滑(hua)油㊙️外串的密(mi)封壓力，本密(mì)封結構壓力(li)為0.04MPa，完全符合(hé)應略高于機(ji)⛷️内壓力的要(yào)求。

  4.4材料選擇(zé)

  由于軸承壓(ya)蓋不起承壓(ya)作用，可選A3鋼(gāng)，而甩油副葉(yè)輪不🥵但起甩(shuǎi)油及阻油作(zuo)用，而且也是(shi)軸承卡環，為(wei)防止多次🌐拆(chai)卸✂️造成損壞(huai)，可選用45鋼。

  5應(ying)用情況

  經過(guo)改造的油封(fēng)，2025年12月，在酮苯(ben)車間泵305（型号(hao)為100Y－120×2）上進行了(le)試運行💚，後又(you)在泵430、泵351等機(ji)泵上進行了(le)安裝，經💛過四(si)年多的運行(háng)，軸承箱壓蓋(gài)密封處無任(ren)何洩漏，完全(quan)滿足設計要(yao)求。在此之前(qián)☀️，原密封結構(gòu)由于經常發(fa)生洩✏️漏，司泵(beng)崗✍️位操作員(yuan)的工作量很(hen)大，在每小時(shi)的巡檢中都(dou)要對機泵潤(run)滑油進行補(bǔ)充，而且還發(fa)生過兩起☂️因(yīn)漏油造成的(de)設備抱軸事(shì)故🚩，造成生産(chǎn)的波動，由于(yú)漏油的⛹🏻‍♀️普遍(biàn)性也使現場(chǎng)衛生一直難(nán)以解決，給設(she)備現場管理(li)帶來了🛀🏻難度(du)。改造後，在換(huàn)油周期内機(ji)泵的潤滑油(you)基本不需要(yào)大量補充，大(dà)大減輕了工(gong)人的勞👌動強(qiáng)度，現場狀🔞況(kuàng)明顯改觀，也(yě)為生産平穩(wěn)運行創💚造🐆了(le)有利條件。

  6 結(jie)論

  将原軸承(cheng)箱壓蓋處迷(mi)宮密封改為(wéi)離心密封與(yu)螺旋密封的(de)組合密封結(jie)構，利用離心(xin)密封作為初(chu)步💯節流阻漏(lou)密封，利用螺(luo)旋密封作為(wei)二次密封，可(kě)以保證軸頭(tou)處無任何洩(xiè)漏。這種改進(jìn)方法隻需改(gǎi)造軸承鎖緊(jǐn)螺母和軸承(cheng)箱壓蓋⁉️，對原(yuan)結構改動很(hěn)小🐕，即能滿足(zú)密封要求，又(you)能适應原結(jie)構✔️可利用空(kong)間小的限制(zhi)。該種密封結(jié)構簡單🌂，制造(zào)、安裝方便，消(xiao)耗動力小。從(cong)實際使用效(xiào)果來看，完全(quán)❤️改善了原結(jie)構造❤️成的設(she)備及周圍環(huan)境被油污染(ran)的局面，消除(chu)了生産隐患(huàn)；減輕工人勞(lao)動強度💔，促進(jìn)了文明生産(chǎn)。此外，通過調(diào)整結構參數(shu)，将該結構也(yě)成功地應用(yong)于65Y、150Y型泵上，同(tong)樣取得了滿(man)意的效果。因(yin)此，該結構也(ye)可💞适用于有(yǒu)類似問題的(de)其它機泵，有(yǒu)極大的推廣(guang)價值。