输油泵轴承体迷宫密封漏油分析及改进

20°，得到 A=2.4，B=1.6，H=1。
图 2 不同槽宽下的 K-ɑ 曲线
图 3 不同槽深下的 K-ɑ 曲线
跉賳 设备管理与维修 2014 №2
图 4 不同密封端盖下的 K-ɑ 曲线
2.复合形法的计算步骤
（1）选择复合形的顶点数 k，一般取 n+1≤k≤2n，在可行域
内构成具有 k 个顶点的初始复合形。
密封如毡圈、挡圈、密封圈、油封等与轴接触磨损，寿命有限，不 结构简单、拆卸方便、价格低等要求，采用流阻或反输及其综合
适合高速长周期运转，而且易发生抱轴，因而排除。最后考虑采 方案最优。在流阻或反输方案中，螺旋密封最能综合满足上述
用流阻、反输或采用综合方案。
要求。
流阻是利用密封件狭窄间隙或曲折途径造成密封所需要
圈变形已无法准确定位，随轴旋转的密封端盖与轴承体分离造
成密封不良，润滑油流失，轴承产生高温机组自动停机，严重时
易造成设备事故。
二、改进方法
（1）将迷宫密封方式改为迷宫密封+螺旋密封（图 1）。对结
构进行分析，可考虑填塞或阻塞、分隔、引出、注入流阻、反输以
及这些手段的组合应用方法。
对分隔，可采取用机械密封。根据机械密封性能、适用范围、 寿命来看，机械密封都能适用，但机械密封结构复杂，所需空间
图 1 改进后轴承体密封简图
较大，拆装不便，不适于这种小空间结构。考虑引出或注入方法 分平衡或完全平衡，将流箱反输到上游，以达到密封的目的。特
也能够达到密封要求，但需要辅助装置，结构复杂，因而也不可 点是无机械摩擦，结构紧凑。流箱反输（也称动压）包括迷宫螺
取。采用填塞和阻塞的方法，由于要求较长的寿命，一些接触型 旋密封、动密封、螺旋密封等。考虑空间狭小、寿命长、功耗小、
Δp=
μLvK3 C2
（1）
式中 v— ——螺旋密封铜套圆周速度，m/s
C—— —齿顶间隙，mm
L—— —螺旋工作长度，mm
μ— ——密封液体动力粘度，mPa·s
K3— ——密封系数，其值只与螺旋几何参数有关，可见公式
（2）。
K3=
6（K2-1）tgα
K23tg2β-
1 K12-K1
（2）
K1— ——螺旋相对槽宽，mm，K1=b（/ b+a）
（2）计算复合形个顶点的目标函数值，比较其大小，找出最
好点 xL、最坏点 xH 及次坏点 xG。 （3）计算除去最坏点 xH 以外的（k-1）个顶点的中心 xC。判别
xC 是否可行，若 xC 为可行点，则转步骤（4）。若 xC 为非可行点，则
重新确定设计变量的下限和上限值，即令 ɑ=xL，b=xC，然后转步
费用和备件费用；
业的干油污染，同时轴承清洁的表面还有利于下线后对轴承状
（2）耗油量仅为干油润滑方式的几十分之一；
态的检查，为及时发现轴承隐患，减少轴承事故提供了有力保
（3）压缩空气在轴承座内保持正压，可有效防止外界杂物侵 障。
入轴承座危害轴承；
〔编辑 利 文〕
设备管理与维修 2014 №2 跈賳
用，且只要结构上保证不接触，其使用寿命很长。近年来螺旋密
1.干油润滑与油气润滑系统方式对比（表 1）
辊使用轴承润滑辊系，连续上线 5 天，一次性完成了本批次的订
2.轧机轧辊轴承使用 REBS 油气润滑系统优势
单任务，在这之前往往需要更换 2 套轧辊才能完成。不仅减少了
ห้องสมุดไป่ตู้
（1）轴承寿命比干油润滑提高 3~6 倍，大幅降低轴承消耗 生产岗位换辊换槽时间，增加了有效作业时间，还减少了装配作
关键词 输油泵 迷宫密封 螺旋密封 中图分类号 TH17 文献标识码 B
一、改进前轴承体密封简图及存在问题
型号 250GDKS120×3A 离心式输油泵，运行中轴承体内润
滑油经常缺失，每天需要检查并添加润滑油，漏失的润滑油被甩
到泵体及基座周围，易给操作巡检员工带来伤害。轴承体密封端
盖仅靠 O 形密封圈进行轴向定位，经多次维修拆卸后 O 形密封
骤（1），重新构造初始复合形。
（4）按式 xR=xC+ɑ（xC-xH）计算反射点 xR，必要时改变反射系
数 α 的值，直至反射成功，即满足式 g（j xR）≤0，（j=1，2，……，
m）；（f xR）＜（f xH）。然后 xR 以取代 xH，构成新的复合形。
Σ Σ Σ k
（5）若收敛条件
1 k-1
j
的要求。
〔编辑 利 文〕
螺旋密封是一种利用流箱动压反输的径向非接触式转轴密
的流箱阻力。反输是利用密封件对泄漏流箱造成反压，使之部 封，优点是密封件之间即使有较大的间隙也能有效地起密封作
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流动过程中油膜的厚度逐渐减薄，在行将到达管道末端时，原先
=
[（f x）j -（f xL）]2
1
1/2≤ε 得到满足，计
算终止。约束最优解为 x*=xL，（f x*）=（f xL）。
四、小结
重新设计加工的轴承体密封端盖，安装运行 1 年多后，轴
承体端面密封良好无任何泄漏，输油泵能够可靠连续运转，确
保输油生产平稳运行。在保养周期内不再需要经常补充润滑
油，工人劳动强度大大减轻。现场干净整洁，符合公司清洁生产
（4）系统监控完善，可避免轴承无润滑运转；
是间断的粘附在管壁四周的油滴，已以波浪形油膜的形式连成
（5）不污染环境，利于环保。维护和运行成本大幅降低，节能
一片，形成连续油膜。由于油并没有被雾化，所以最终是以精油 降耗效果显著。
油滴的方式在润滑点处喷射出来。
四、使用效果
三、两种润滑方式对比
以 260 生产直径 12mm 螺纹钢三切分为例，14 号高速钢轧
圈定位改为周向均布 3 个固定顶丝，防止轴向窜动，以便起到很
好的密封效果。
三、螺旋密封参数的计算确定
1.螺旋密封各项参数确定
螺旋为螺旋密封的主体部分，螺旋密封的各项参数，设计过
程中多采用优化的方法对其进行确定，参见图 2、图 3、图 4。
螺旋密封结构参数优化是求单位螺旋长度上封液能力的最
大值，工况下螺旋密封封液能力用公式（1）计算。
封在油田用泵上得到了广泛使用，但是从设计和现场使用来看，
还有值得改进的地方。如通过对封液能力及参数进行优化，以便
更好地满足油田用泵的需要。更好地对轴承体中的润滑油进行
密封防止泄漏，保证轴承得到良好润滑，使输油泵能够连续可靠
运转，输油生产连续进行。
（2）将轴承体密封端盖的轴向定位，由之前仅靠 O 形密封
输油泵轴承体迷宫密封漏油分析及改进
贾严刚
（新疆油田油气储运公司 新疆昌吉）
摘要 输油泵轴承体密封漏油，原因是轴承体密封端盖仅靠 O 形密封圈进行轴向定位，经多次维修拆卸后 O 形密封圈变形已 无法准确定位，随轴旋转的密封端盖与轴承体分离造成密封不良。将迷宫密封方式改为迷宫密封+螺旋密封，轴向加定位螺栓。
b— ——为轴向槽宽，mm
K2— ——螺旋相对槽深，mm，K2=（hg+c）/c
由（1）式可知，密封箱内液体动力黏度 μ、速度 v 和密封间
隙 C 一定时，密封系数越大，单位螺旋长度的封液能力越大。因
此 K3 的取值取决于 K1、K2 和 ɑ。
采用复合形法得到优化螺旋结构参数，K1=0.5，K2=3.0，ɑ=