機(jī)械密封開(kāi)題報(bào)告

　　篇一：機(jī)械密封本科畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告

　　1、設(shè)計(jì)目的

　　反應(yīng)釜是石油化工等行業(yè)的重要設(shè)備，是整個(gè)化工工藝流程的主要生產(chǎn)裝置之一。其旋轉(zhuǎn)軸機(jī)械密封裝置是反應(yīng)釜乃至整個(gè)工藝流程可能發(fā)生故障最頻繁的部位之一，一旦密封發(fā)生故障需要檢修時(shí)，整體式機(jī)械密封裝置拆卸麻煩、維修周期長(zhǎng)，因此人們一直致力于研究開(kāi)發(fā)剖分式機(jī)械密封，以求在不拆卸軸上零部件的情況下完成機(jī)械密封件的更換。而現(xiàn)有剖分式密封相對(duì)整體式密封在結(jié)構(gòu)上保證密封的可靠性存在一些問(wèn)題，從而難以滿足工作環(huán)境對(duì)密封性能的要求，對(duì)在高壓、高溫、腐蝕工況下工作的大型反應(yīng)釜更是如此。為此，本文針對(duì)某大型反應(yīng)釜用密封進(jìn)行了剖分式密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

　　2、國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀

　　反應(yīng)釜的旋轉(zhuǎn)軸密封裝置是反應(yīng)釜乃至整個(gè)工藝流程發(fā)生故障最頻繁的關(guān)鍵部位之一，一旦整體式密封發(fā)生故障需要檢修時(shí)，整體式機(jī)械密封裝置拆卸十分麻煩，維修周期長(zhǎng)，因此密封界一直致力于研究開(kāi)發(fā)剖分式機(jī)械密封件，以求在不拆卸軸承、減速機(jī)、電機(jī)等部件的情況下完成機(jī)械密封件的更換。剖分式機(jī)械密封即將密封裝置主要的密封件，包括密封端蓋、密封副、傳動(dòng)套、橡膠圈等，都設(shè)計(jì)成剖分式的結(jié)構(gòu)，密封件剖分面通過(guò)螺釘鏈接或插接式連接。這種結(jié)構(gòu)形式的密封裝置無(wú)須拆卸反應(yīng)釜的其他裝置即可直接進(jìn)行安裝、拆卸等工作，大大的降低了設(shè)備的安裝、維修成本。 下面簡(jiǎn)單介紹國(guó)內(nèi)外研究狀況：

　　2.1國(guó)外現(xiàn)狀：

　　1、1991年日本Nagai Yataro等發(fā)明了“帶有剖分環(huán)的機(jī)械密封”, 其密封環(huán)被一個(gè)帶預(yù)制溝槽的支撐環(huán)覆蓋住, 用“O”環(huán)鑲嵌在預(yù)制的槽中。

　　2、1997年Bessette等發(fā)明的“完全剖分集裝式機(jī)械密封”, 由兩個(gè)部分組成, 每部分依據(jù)集裝式設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。裝配采用定位螺絲把密封裝配固定在轉(zhuǎn)軸上, 用套筒和槽來(lái)固定靜組件于密封腔上。結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單、操作方便、安裝時(shí)無(wú)需測(cè)量或推測(cè)工作。

　　3、盡管如此, 剖分式機(jī)械密封并未獲得真正的應(yīng)用。直到2003年才由德國(guó)Burgmann公司生產(chǎn)出產(chǎn)品并應(yīng)用于水處理、制漿和發(fā)電等工業(yè)裝置中。

　　2.2國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀：

　　1、馬衛(wèi)東開(kāi)展剖分式機(jī)械密封研究較早, 2000 年發(fā)明了一種用于大型反應(yīng)釜和大型泵的分體式機(jī)械密封, 其動(dòng)環(huán)通過(guò)推環(huán)、傳動(dòng)環(huán)固定成一體, 動(dòng)環(huán)、推環(huán)、傳動(dòng)環(huán)均由對(duì)稱兩部分組成、且分別由具有斜面的兩個(gè)半夾緊環(huán)固定; 靜環(huán)、靜環(huán)座、壓緊螺母固定為一體, 靜環(huán)、靜環(huán)座上的具有斜面的兩個(gè)半夾緊環(huán)夾緊。

　　2、2003年合肥通用機(jī)械研究所對(duì)剖分式機(jī)械密封進(jìn)行試驗(yàn)和工程應(yīng)用研究后, 參照德國(guó)博格曼公司研究和生產(chǎn)部分剖分式機(jī)械密封產(chǎn)品。共設(shè)計(jì)制造了20多套單端面、小彈簧結(jié)構(gòu)剖分式機(jī)械密供石化行業(yè)使用(圖2)，但是試驗(yàn)證明，該完全剖分式機(jī)械密封裝置在釜內(nèi)壓力為0.05MPa、常溫的工況下運(yùn)轉(zhuǎn)良好，在將釜內(nèi)壓力升高至0.1MPa時(shí)，有大量氣泡逸出，但是將釜內(nèi)壓力升高至0.15MPa時(shí)，有大量的`氣泡逸出。故該剖分式機(jī)械密封適合于工作參數(shù)低的工況下使用，不適用于壓力大于的0.1MPa反應(yīng)釜軸封。

　　3、2008年楊啟明開(kāi)展了反應(yīng)釜用剖分式機(jī)械密封設(shè)計(jì)研究, 利用有限元法分析了輔助密封圈的應(yīng)力應(yīng)變狀況, 提出了分型面連接結(jié)構(gòu)本計(jì)

　　3、方案擬定

　　一般地，機(jī)械密封主要由以下三大部分組成：a．由靜止環(huán)(靜環(huán))及旋轉(zhuǎn)環(huán)(動(dòng)環(huán))組成的端面，二者通常為研磨面，被稱為摩擦副；b．輔助密封圈，也是機(jī)械密封裝置中較為關(guān)鍵的密封件；C．使旋轉(zhuǎn)環(huán)同軸一起作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。

　　方案一：具有扣形結(jié)構(gòu)的剖分式機(jī)械密封圈

　　扣式密封圈：接口處采用扣式結(jié)構(gòu)。如圖3所示，密封圈接口的兩端相問(wèn)地分布有扣和相同形狀的密封腔，接口兩端分布相反。另外，密封腔底部設(shè)有一層粘膠，以保證扣形結(jié)構(gòu)和密封腔的緊密接合，并能有效防止扣形結(jié)構(gòu)脫離密封腔，保證了密封圈工作的可靠性。圖4分別為扣式密封圈接口示意圖。

　　優(yōu)點(diǎn)：保證了密封的緊密性與可靠性。采用一端剖分式，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝、維修與更換方便。無(wú)須拆卸反應(yīng)釜軸上的其他裝置即可直接進(jìn)行安裝、維修等工作，減少維修時(shí)間，節(jié)約維修成本，有效地解決了某些釜用密封件不易拆卸的困難。

　　缺點(diǎn);制作工藝稍復(fù)雜

　　方案二：嵌入方式

　　嵌入的那頭（圖中1）有一個(gè)小方塊，小方塊下邊有一條彈簧，可以上下伸入伸出，安裝時(shí)嵌入2的上方和方塊吻合的小開(kāi)口，并且伸出后剛好縮回金屬外圈內(nèi)，

　　優(yōu)點(diǎn)：直接進(jìn)行安裝、維修等工作，減少維修時(shí)間。

　　缺點(diǎn)：制造較復(fù)雜，且在實(shí)際工作中，圖中的設(shè)計(jì)使得強(qiáng)度降低，在使用過(guò)程中

　　極易出現(xiàn)問(wèn)題。

　　方案三：搭接式彈性密封

　　密封機(jī)理:該環(huán)依靠自身彈力的作用, 上搭接頭有突出部分與相對(duì)應(yīng)的搭接頭的凹槽相契合，使其外圓與安裝孔內(nèi)表面緊密貼合而達(dá)到預(yù)緊式密封。