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轴流泵填料密封的摩擦、磨损与润滑


发布时间:2017-05-18 打印当前页 将此页放入收藏夹 发邮件给我们:jntdby@163.com

    轴流泵填料密封是一种接触式密封,与其他密封比较,它的接触面积大,且必需施加压紧力,因之它的摩擦、磨损问题较为突出。
1
摩擦
    
填料密封的摩擦与压盖压力、运行时间、根数和轴表面的粗糙有关。此外,摩擦还与填料种类有关,这可以通过它们的摩擦系数明显地反映出来。聚四氟乙烯填料与钢的摩擦系数仅为0.04,棉填料对钢的摩擦系数为0.60.7,给它们相差近20倍,见表29.5-15。从摩擦的角度看,填料圈数越少越好。但从密封性考虑,则要求有足够的数量。

29.5-15  各种填料与轴的摩擦系数

对偶材料

摩擦系数

对偶材料

摩擦系数

橡胶
硬橡胶硬钢
聚四氟乙烯
聚乙烯

0.9
0.35
0.04
0.15

软钢
软钢
铝合金软钢

青铜

0.4
0.36
0.30
0.30
0.15

 轴表面的粗糙度越高,摩擦损失越大,通常轴密封面的Ra=1.63.2μm,最好达到Ra=0.40.8μm,还希望轴表面有足够的硬度,以便耐磨和长时间维持正常运行。
2
磨损
    
磨损是填料密封中的一个突出问题。几乎每一种采用填料密封的机械都为此配有备件,图29.5-10为试验条件完全相同的几种填料的对比试验结果,由图可以看出,碳纤维填料的耐磨性能最好,石棉填料对轴的磨损最大,它们相差近50倍。但是浸渍聚四氟乙烯的石棉填料却十分接近于碳纤维填料,由此可见浸渍剂对磨损也有很大的影响。


29-5-10  各种填料的磨损对比试验结果(运转1000h 后)

 磨损与填料的装填有很大关系。正常装填的填料磨损比较均匀,压盖处较大,向内逐渐减小,见图29.5-11b,装填不好的填料,压盖附近在短时间内即出现很大的磨损,耐填料深处却毫无磨损现象,见图29.5-11c


29.5-11  填料的磨损

a
)良好装填b)正常磨损c)异常磨损

 磨损也与轴表面是否发生腐蚀密切相关。当不锈钢轴采用石墨润滑的填料时,将会发生严重的腐蚀现象。这是因为在导电介质中,石墨成为阴极,不锈钢轴成为阳极,产生电化学腐蚀。轴表面的金属被溶解,变成非常粗糙的表面,加速轴与填料的磨损。由于这一原因,常常在填料内有意加进所谓的牺牲金属,如铜、铝、锌和镁等,使它们与石墨之间产生电化作用,以保护轴表面。

3 润滑
    
填料的润滑对填料的寿命和密封性有极大的影响。例如,用来抽送汽油的泵,如其密封用的是油浸石棉填料,其中的浸渍剂是滑脂和石墨,滑脂很容易溶解于汽油,这样润滑剂溶解后,就会出现大量泄漏。接着,轴也很快被磨损。假使泵用来抽水,不是抽汽油,就不会发生上述情况,由此可见润滑剂的合理选择很重要。
    
一般填料润滑剂的要求:有良好的化学稳定性,既不污染介质,又不与介质发生反应产生沉淀物和固体微粒。有良好的浸渍性能和持久的保持性能,既能很容易浸入到填料纤维微小的缝隙之中,又能在挤压下缓慢地流出来。不得加速密封部位的电化学腐蚀,即润滑剂不得成为电解介质,最好具有绝缘性。
    
总之,原则上应使用自润滑性好又耐温的材料,这就是常用的石墨、二硫化钼、云母和聚四乙烯的原因。但同时为了防止渗透泄漏,润滑脂也总是必不可少的。当然,有的填料所含润滑剂极少(如积层填料),使用中必需从外部经常供给润滑油。当介质有润滑性时,则用介质本身润。常用的填料润滑剂见表29.5-16

29.5-16  填料用润滑剂

润滑剂名称

特点与适用范围

动物脂肪

用于冷水,特别适合于纤维填料,但解出脂肪酸腐蚀轴

蓖麻油

适用于水、酸盐类介质,但今对石油系矿物油能溶解

棕榈蜡

不溶于石油系矿物油,与蓖麻油混合后可适用于多种介质

甘油

不溶于石油系矿物油,特别适用于石油产品,特别是汽油用填料。此外,对蒸汽用橡胶填料也适用

矿物油或石蜡

最适合作汽缸密封的编结填料

石墨

化学性能稳定,润滑性能良好,是最常用的固体润滑剂,几乎每种填料都有使用,但应特别注意密封面的电化学腐蚀,因为它是良导体。

二硫化钼

以固体粉末与油、脂混和使用,适用于高pv值,且它为非良导体,不产生电化学腐蚀。但分解温度在300℃左右,所以适用温度不得超过此值,价格比石墨略高

云母与滑石粉

耐高温,有良好的润滑性能,用在不允许石墨染色的填料,但摩擦系数比石墨大

聚四氟乙烯

它既是填充剂,又是润滑剂。其低温性能良好,可在-200250℃范围内使用,润滑性良好,但不及石墨。有绝缘性,不产生电化学腐蚀,耐各种化学

 

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