基于油封模拟试验台架的油封胶料对比试验
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
实验前后油封尺寸变化不大，说明油封磨损量较小。 ２．４试验液温升ＡＴ
试验液温升△ｒ＝ｋ一疋，其中ｋ为试验液最
高温度，，瓦为室温。试验液温升主要由２个因素决 定：其一是油封唇口与轴摩擦产生热量，其二与每个 台架自身运转情况有关。所以，对于每个调试好的台 架，试验液温升高低只与油封本身有关。试验液温升 越低，说明油封唇口产生的热量越少，橡胶老化越 慢。试验结果如图１所示。
制备的３种油封的性能，得出了制造油封的最佳配方。
ｊＸｒｄＡ、町Ｄ、３
关键词：油封；台架试验；轴磨损；温升
ｊＹｐａ＾Ｖ酊Ａ、３
中图分类号：ＴＢ４２文献标识码：Ｂ文章编号：０２５４—０１５０（２００８）４—１１１—２
油封是用于旋转轴上的密封圈，可防止轴承润滑 高速轴承的油封，本文作者在试验台架上对目前使用
改进设想： ，．。 （１）改变静环法兰盘口环导流孔的布置，按如 图１０所示的布置方式重新进行设计。可以考虑增加
导流孔的数量。 （２）根据输油泵进出口压力差值大小，在冲洗
管上串联安装２—３道限流孔板，降低冲洗液进入密 封腔的流量和流速，选高强度不锈钢板制作限流孔 板。钢板厚度宜取３—５ Ｈｉｍ。
（３）通过调整其它尺寸，适当增加静环法兰盘 口环凹槽钢圈的厚度，提高其强度，增强抗冲蚀能 力。
随性能不好，胶料的弹性较差；Ｃ配方不存在泄漏问 题。
（３）从表４轴磨损情况来看，Ｂ配方油封的轴严
重磨损。Ｂ配方硬度很高，而国标推荐在邵氏７５左
右。在唇口径向力一定的情况下，唇口越硬，其变形
越小，跟轴接触的宽度也越小，这可能是造成轴磨损
的原因。Ａ、Ｃ配方硬度更为合适。
（４）从图１试验液温升情况可以看出ｃ配方的 平均温升最小，能较好地保证胶料的性能；而Ａ、Ｂ
表３试验台架参数
试验液
轴彩ｎｌｌＹｌ
３２。机械油 ４５０－ｎ∞
轴硬度
ＨＲＣ（４５±２】
轴表面粗糙度／ｐ，ｍ
轴跳动量／一
轴转速
０．８—３．２
不大于ｏ．１５ ２ ２８０ ｒ／ｍｉｎ（５．３７ ｍ／ｓ）
腔体表面粗糙度／ｌｕｎ 试验液温度
３．２～６．３
不加热，不冷却
１．３实验过程
严格按照国标ＧＢ／Ｔ １４２７３．１９９３【２１进行试验：整 个实验过程为１０个周期，每一周期为２４ ｈ，其中正 常温度１４ ｈ，最高温度６ ｈ，停机并冷却至室温４ ｈ。 ２试验结果分析
（４）将静环密封圈沟槽外挡圈的断面结构改成 如图１０所示的结构，提高静环密封圈沟槽外挡圈的 机械强度，防止冲洗液对静环密封圈沟槽外挡圈和静 环Ｏ形密封圈的冲蚀。 ６结束语
机械密封最常见的故障是端面密封失效，辅助系 统较少出现故障，因而对端面密封失效分析讨论得较 多，对辅助系统讨论得要少一些，因此对此类故障的 探讨不多。本文作者对高压差（冲洗液压力与密封 腔内压力之差）下，自冲洗液对机械密封造成冲蚀 损伤的原因进行了探讨，并提出了相应的改进措施。
参考文献 【１】黄保海，等．汽轮机原理与应用［Ｍ］． 北京：东北电力
出版社。２００２． 【２】蔡仁良，等．过程装备密封技术［Ｍ］． 北京：化学工业
出版社。２００２． 【３】王文晋，等．一起汽轮机转子汽封损坏的处理［Ｊ］．设备
管理与维修，２００１（８）． 【４】沈湛恩，等．汽轮机磨损及防止磨损的措施［Ｊ］．东方电
封性能最重要的参数之一。为研制一种最适合制造某
Ａ、Ｂ、Ｃ，材料性能参见表１。
表１油封材料性能参数对比
１．１ 油封测量
收稿日期：２００７—１１一ｃｒ７ 联系人：吴丽平，Ｅ－ｍａｉｌ：ｗｌｐｈｕｙｉｎｇ＿＿２００４＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｍ．ｃｉｌ．
对这３组油封进行测量，测量包括尺寸以及径向 力，见表２。测量时要求：（１）对已安装弹簧的密封 圈，卸下弹簧后，停放２４—７２ ｈ测量；（２）装弹簧 后应至少停放２４ ｈ后再测量。
油的泄漏以及灰尘的进入。随着汽车、冶金等行业的
的３种油封胶料进行了对比试验。
快速发展，旋转轴的转速越来越快，对油封的要求也
１实验部分
越来越苛刻。影响油封性能的参数有许多，如胶料组
选择目前使用的３种不同配方材料试制４５ ｍｌｎ ｘ
成、油封结构、配套弹簧等。其中胶料组成是影响油
６５ ｍｉｎ×８ ｔｏｎｉ的单唇内骨架油封，这３种配方分别为
（３）加工一个不锈钢挡环（如图１０所示），安 装在静环密封圈沟槽外挡圈和静环之间（现场测量 静环密封圈沟槽外挡圈和静环之间的轴向间隙为１５ ｌｌＬｒｎ），阻止冲洗液对静环密封圈沟槽外挡圈和静环Ｏ 形密封圈的冲蚀。 ５ 改进原机械密封设计
受原机械密封的结构限制，对其进行的技术改造 是有限的。为了更有效地防止自冲洗液对机械密封的 冲蚀损坏，根据机械密封现场使用情况提出如下设计
以看出油封工作时与轴的接触宽度。配方Ｂ油封把 轴磨出沟壑，对轴产生破坏，具体情况见表４。
表４磨痕及轴磨损情况
油封胶料 配方Ａ 配方Ｂ
磨痕及轴磨损情况 磨痕宽２－３ ｍｍ，轴良好 磨痕宽１—２ １１１１１１，轴严重磨损
配方Ｃ
磨痕宽３－４ ｍｍ，轴良好
２．３油封尺寸变化 经过１０个周期后的试验，油封尺寸变化见表２，
参考文献 【１】王汝美．实用机械密封技术问答［Ｍ］．２版．北京：中
国石化出版社，２００４． 【２】明赐东．调节阀应用１０００问［Ｍ］．北京．化学工业出版
社．２００６．
（上接第１０７页）封结构更为科学合理。可调式汽封 在启动和低负荷时保持较大间隙，此时机组温度场变 化剧烈，影响汽封磨损的诸因素变化较大，较大的间 隙可以避免磨损，保证机组运行的安全可靠性。额定 负荷３０％以上负荷时，汽封间隙较小，减少汽封漏 汽，提高机组效率。因此，可调式汽封在目前不失为 防止汽封磨损，提高机组效率的一种比较理想的结构 形式。
２．１油封泄漏状况
配方Ａ：１。、２’台架一直未泄漏；３’台架第二天 开始大量泄漏；４’台架静密封泄漏。
配方Ｂ：１’、２。台架一直未泄漏；３’台架第二天 开始大量泄漏；４’台架第二天少量泄漏，然后又停止 泄漏，第十天开始大量泄漏。
配方Ｃ：１’、２’、３’、４。台架无一泄漏。 ２．２轴磨损情况
经过１０个周期的实验，对旋转轴进行观测和测 量，轴磨损情况见表４，其中磨痕是由于油封与轴相 对运动，胶料磨损后残留在轴上产生的，从磨痕上可
参考文献 【１】ＨＧ／Ｔ２８１１－１９９６旋转轴密封圈橡胶材料［Ｓ］． 【２】ＧＢ／Ｔ１４２７３·１９９３旋转轴唇形密封圈性能测试方法［Ｓ］．
１１２
润滑与密封
第３３卷
表２油封实验前后参数测量
１．２油封实验台参数测量及安装调试
采用Ｉ－ＩＳ．１００型号油封试验台架，该台架为四工位 台架。为了尽量减少机器对油封台架试验的影响，使 油封台架试验准确测试到油封的性能，首先将ｌ。一４。 台架参数基本调整到一致。台架详细参数及安装参数 见表３，其中轴转速根据实际需要进行设定。
（２）由于机械密 封工作环境温度不高， 输油管内成品油温度 保持在１９℃左右，可 以考虑增加一道限流 孔板，降低冲洗液流 量。有资料显示，通 过２个限流孔板的流 量约等于一个限流孔 板流量的７０％。限流 图ｌＯ改造后冲洗液进口断面图 孔板材料选高强度不 锈钢板，钢板厚度宜取３—５ ｉｎｌｎ。每半年对限流孔板 检查一次，发现有损坏现象，立即更换。
基于油封模拟试验台架的油封胶料对比试验
吴丽平郑伟杰
（广州机械科学研究院密封研究所广东广州５ １０７００）
摘要：为研制一种最适合制造某高速轴承的油封，采用３种不同配方胶料（丁腈橡胶）试制出同一规格的单唇内
骨架油封，并分别进行了台架试验。通过试验，从油封泄漏、轴磨损、油封尺寸变化、试验液温升４个方面比较分析了
配方温升较大，胶料老化较快，会造成使用寿命缩
短。Leabharlann Baidu
（下转第１１５页）
２００８年第４期
李仕：输油离心泵机械密封冲蚀损坏原因分析及对策探讨
１１５
低了冷却液对静环法兰盘口环的冲蚀破坏。调整后急 冷流道进水口与出水口由原来的垂直方向布置变成了 水平方向布置，由于现场没有使用急冷系统，所以这 样调整后不会对机械密封产生影响。
气评论，２００１（３）．
（上接第１１２页） （５）Ａ、ｃ配方的弹性较好（回弹性４０），硬度
较低（硬度７５）；Ｂ配方弹性略差（回弹性４０），硬 度较高（硬度８０）。 ３结论
采用配方Ａ、Ｂ、Ｃ制造同一规格油封，按照国 标ＧＢ／Ｔ１４２７３—１９９３进行台架实验，通过对实验结果
分析讨论，得到以下结论：配方Ａ可以作为油封胶 料，但性能还存在一定问题；配方Ｂ显然不适合作 油封配方的，配方Ｃ相比之下更适合制造该类型油 封。
天数 ｆｃｌ矿台架
天数 （ｄ’４。台架
２．５讨论
图１试验液温升
（１）从表２可以看出，在１０个周期的台架试验
后，油封唇口只发生微量磨损，表明３种材料的耐磨 性能都是较好的。
（２）从泄漏情况来看，Ａ配方存在静密封泄漏
问题，这是由于唇口的径向力太小所导致的；根据Ｂ
配方油封在４’台架的表现，可以推测出其唇口的跟
试验液温升△ｒ＝ｋ一疋，其中ｋ为试验液最
高温度，，瓦为室温。试验液温升主要由２个因素决 定：其一是油封唇口与轴摩擦产生热量，其二与每个 台架自身运转情况有关。所以，对于每个调试好的台 架，试验液温升高低只与油封本身有关。试验液温升 越低，说明油封唇口产生的热量越少，橡胶老化越 慢。试验结果如图１所示。
制备的３种油封的性能，得出了制造油封的最佳配方。
ｊＸｒｄＡ、町Ｄ、３
关键词：油封；台架试验；轴磨损；温升
ｊＹｐａ＾Ｖ酊Ａ、３
中图分类号：ＴＢ４２文献标识码：Ｂ文章编号：０２５４—０１５０（２００８）４—１１１—２
油封是用于旋转轴上的密封圈，可防止轴承润滑 高速轴承的油封，本文作者在试验台架上对目前使用
改进设想： ，．。 （１）改变静环法兰盘口环导流孔的布置，按如 图１０所示的布置方式重新进行设计。可以考虑增加
导流孔的数量。 （２）根据输油泵进出口压力差值大小，在冲洗
管上串联安装２—３道限流孔板，降低冲洗液进入密 封腔的流量和流速，选高强度不锈钢板制作限流孔 板。钢板厚度宜取３—５ Ｈｉｍ。
（３）通过调整其它尺寸，适当增加静环法兰盘 口环凹槽钢圈的厚度，提高其强度，增强抗冲蚀能 力。
随性能不好，胶料的弹性较差；Ｃ配方不存在泄漏问 题。
（３）从表４轴磨损情况来看，Ｂ配方油封的轴严
重磨损。Ｂ配方硬度很高，而国标推荐在邵氏７５左
右。在唇口径向力一定的情况下，唇口越硬，其变形
越小，跟轴接触的宽度也越小，这可能是造成轴磨损
的原因。Ａ、Ｃ配方硬度更为合适。
（４）从图１试验液温升情况可以看出ｃ配方的 平均温升最小，能较好地保证胶料的性能；而Ａ、Ｂ
表３试验台架参数
试验液
轴彩ｎｌｌＹｌ
３２。机械油 ４５０－ｎ∞
轴硬度
ＨＲＣ（４５±２】
轴表面粗糙度／ｐ，ｍ
轴跳动量／一
轴转速
０．８—３．２
不大于ｏ．１５ ２ ２８０ ｒ／ｍｉｎ（５．３７ ｍ／ｓ）
腔体表面粗糙度／ｌｕｎ 试验液温度
３．２～６．３
不加热，不冷却
１．３实验过程
严格按照国标ＧＢ／Ｔ １４２７３．１９９３【２１进行试验：整 个实验过程为１０个周期，每一周期为２４ ｈ，其中正 常温度１４ ｈ，最高温度６ ｈ，停机并冷却至室温４ ｈ。 ２试验结果分析
（４）将静环密封圈沟槽外挡圈的断面结构改成 如图１０所示的结构，提高静环密封圈沟槽外挡圈的 机械强度，防止冲洗液对静环密封圈沟槽外挡圈和静 环Ｏ形密封圈的冲蚀。 ６结束语
机械密封最常见的故障是端面密封失效，辅助系 统较少出现故障，因而对端面密封失效分析讨论得较 多，对辅助系统讨论得要少一些，因此对此类故障的 探讨不多。本文作者对高压差（冲洗液压力与密封 腔内压力之差）下，自冲洗液对机械密封造成冲蚀 损伤的原因进行了探讨，并提出了相应的改进措施。
参考文献 【１】黄保海，等．汽轮机原理与应用［Ｍ］． 北京：东北电力
出版社。２００２． 【２】蔡仁良，等．过程装备密封技术［Ｍ］． 北京：化学工业
出版社。２００２． 【３】王文晋，等．一起汽轮机转子汽封损坏的处理［Ｊ］．设备
管理与维修，２００１（８）． 【４】沈湛恩，等．汽轮机磨损及防止磨损的措施［Ｊ］．东方电
封性能最重要的参数之一。为研制一种最适合制造某
Ａ、Ｂ、Ｃ，材料性能参见表１。
表１油封材料性能参数对比
１．１ 油封测量
收稿日期：２００７—１１一ｃｒ７ 联系人：吴丽平，Ｅ－ｍａｉｌ：ｗｌｐｈｕｙｉｎｇ＿＿２００４＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｍ．ｃｉｌ．
对这３组油封进行测量，测量包括尺寸以及径向 力，见表２。测量时要求：（１）对已安装弹簧的密封 圈，卸下弹簧后，停放２４—７２ ｈ测量；（２）装弹簧 后应至少停放２４ ｈ后再测量。
油的泄漏以及灰尘的进入。随着汽车、冶金等行业的
的３种油封胶料进行了对比试验。
快速发展，旋转轴的转速越来越快，对油封的要求也
１实验部分
越来越苛刻。影响油封性能的参数有许多，如胶料组
选择目前使用的３种不同配方材料试制４５ ｍｌｎ ｘ
成、油封结构、配套弹簧等。其中胶料组成是影响油
６５ ｍｉｎ×８ ｔｏｎｉ的单唇内骨架油封，这３种配方分别为
（３）加工一个不锈钢挡环（如图１０所示），安 装在静环密封圈沟槽外挡圈和静环之间（现场测量 静环密封圈沟槽外挡圈和静环之间的轴向间隙为１５ ｌｌＬｒｎ），阻止冲洗液对静环密封圈沟槽外挡圈和静环Ｏ 形密封圈的冲蚀。 ５ 改进原机械密封设计
受原机械密封的结构限制，对其进行的技术改造 是有限的。为了更有效地防止自冲洗液对机械密封的 冲蚀损坏，根据机械密封现场使用情况提出如下设计
以看出油封工作时与轴的接触宽度。配方Ｂ油封把 轴磨出沟壑，对轴产生破坏，具体情况见表４。
表４磨痕及轴磨损情况
油封胶料 配方Ａ 配方Ｂ
磨痕及轴磨损情况 磨痕宽２－３ ｍｍ，轴良好 磨痕宽１—２ １１１１１１，轴严重磨损
配方Ｃ
磨痕宽３－４ ｍｍ，轴良好
２．３油封尺寸变化 经过１０个周期后的试验，油封尺寸变化见表２，
参考文献 【１】王汝美．实用机械密封技术问答［Ｍ］．２版．北京：中
国石化出版社，２００４． 【２】明赐东．调节阀应用１０００问［Ｍ］．北京．化学工业出版
社．２００６．
（上接第１０７页）封结构更为科学合理。可调式汽封 在启动和低负荷时保持较大间隙，此时机组温度场变 化剧烈，影响汽封磨损的诸因素变化较大，较大的间 隙可以避免磨损，保证机组运行的安全可靠性。额定 负荷３０％以上负荷时，汽封间隙较小，减少汽封漏 汽，提高机组效率。因此，可调式汽封在目前不失为 防止汽封磨损，提高机组效率的一种比较理想的结构 形式。
２．１油封泄漏状况
配方Ａ：１。、２’台架一直未泄漏；３’台架第二天 开始大量泄漏；４’台架静密封泄漏。
配方Ｂ：１’、２。台架一直未泄漏；３’台架第二天 开始大量泄漏；４’台架第二天少量泄漏，然后又停止 泄漏，第十天开始大量泄漏。
配方Ｃ：１’、２’、３’、４。台架无一泄漏。 ２．２轴磨损情况
经过１０个周期的实验，对旋转轴进行观测和测 量，轴磨损情况见表４，其中磨痕是由于油封与轴相 对运动，胶料磨损后残留在轴上产生的，从磨痕上可
参考文献 【１】ＨＧ／Ｔ２８１１－１９９６旋转轴密封圈橡胶材料［Ｓ］． 【２】ＧＢ／Ｔ１４２７３·１９９３旋转轴唇形密封圈性能测试方法［Ｓ］．
１１２
润滑与密封
第３３卷
表２油封实验前后参数测量
１．２油封实验台参数测量及安装调试
采用Ｉ－ＩＳ．１００型号油封试验台架，该台架为四工位 台架。为了尽量减少机器对油封台架试验的影响，使 油封台架试验准确测试到油封的性能，首先将ｌ。一４。 台架参数基本调整到一致。台架详细参数及安装参数 见表３，其中轴转速根据实际需要进行设定。
（２）由于机械密 封工作环境温度不高， 输油管内成品油温度 保持在１９℃左右，可 以考虑增加一道限流 孔板，降低冲洗液流 量。有资料显示，通 过２个限流孔板的流 量约等于一个限流孔 板流量的７０％。限流 图ｌＯ改造后冲洗液进口断面图 孔板材料选高强度不 锈钢板，钢板厚度宜取３—５ ｉｎｌｎ。每半年对限流孔板 检查一次，发现有损坏现象，立即更换。
基于油封模拟试验台架的油封胶料对比试验
吴丽平郑伟杰
（广州机械科学研究院密封研究所广东广州５ １０７００）
摘要：为研制一种最适合制造某高速轴承的油封，采用３种不同配方胶料（丁腈橡胶）试制出同一规格的单唇内
骨架油封，并分别进行了台架试验。通过试验，从油封泄漏、轴磨损、油封尺寸变化、试验液温升４个方面比较分析了
配方温升较大，胶料老化较快，会造成使用寿命缩
短。Leabharlann Baidu
（下转第１１５页）
２００８年第４期
李仕：输油离心泵机械密封冲蚀损坏原因分析及对策探讨
１１５
低了冷却液对静环法兰盘口环的冲蚀破坏。调整后急 冷流道进水口与出水口由原来的垂直方向布置变成了 水平方向布置，由于现场没有使用急冷系统，所以这 样调整后不会对机械密封产生影响。
气评论，２００１（３）．
（上接第１１２页） （５）Ａ、ｃ配方的弹性较好（回弹性４０），硬度
较低（硬度７５）；Ｂ配方弹性略差（回弹性４０），硬 度较高（硬度８０）。 ３结论
采用配方Ａ、Ｂ、Ｃ制造同一规格油封，按照国 标ＧＢ／Ｔ１４２７３—１９９３进行台架实验，通过对实验结果
分析讨论，得到以下结论：配方Ａ可以作为油封胶 料，但性能还存在一定问题；配方Ｂ显然不适合作 油封配方的，配方Ｃ相比之下更适合制造该类型油 封。
天数 ｆｃｌ矿台架
天数 （ｄ’４。台架
２．５讨论
图１试验液温升
（１）从表２可以看出，在１０个周期的台架试验
后，油封唇口只发生微量磨损，表明３种材料的耐磨 性能都是较好的。
（２）从泄漏情况来看，Ａ配方存在静密封泄漏
问题，这是由于唇口的径向力太小所导致的；根据Ｂ
配方油封在４’台架的表现，可以推测出其唇口的跟