本文關(guān)鍵詞：機(jī)械密封可控性研究及其工程應(yīng)用問(wèn)題的探討，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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機(jī)械密封可控性研究及其工程應(yīng)用問(wèn)題的探討

發(fā)布日期： 2015-02-26 發(fā)布：  

  2013年9期目錄       本期共收錄文章20篇

　　摘要：機(jī)械密封是新世紀(jì)全球各國(guó)工業(yè)生產(chǎn)中不容忽視的重要問(wèn)題之一，尤其是在石油化工生產(chǎn)領(lǐng)域，它的地位更為突出，作用更加明顯，是備受業(yè)內(nèi)人士關(guān)注和重視的問(wèn)題。然而在普通的機(jī)械密封工作中，一般在工作中都只是設(shè)計(jì)點(diǎn)的穩(wěn)定、正常運(yùn)行，而很少關(guān)注其他條件下的密封問(wèn)題，使得在工作中因?yàn)槊芊饪刂撇患讯斐闪藝?yán)重的工作缺陷，甚至是引發(fā)嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和環(huán)境污染。本文從理論和實(shí)踐兩個(gè)方面分析了機(jī)械密封可靠性研究的可信性，結(jié)合其中存在問(wèn)題探討了其未來(lái)研究方向。
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　　關(guān)鍵詞：機(jī)械密封；可靠性；石油化工企業(yè)；工作壽命
　　離心泵、攪拌機(jī)、壓縮機(jī)等旋轉(zhuǎn)機(jī)械在工作的過(guò)程中大都采用了機(jī)械密封裝置。近年來(lái)，因?yàn)闄C(jī)械結(jié)構(gòu)、材料的不斷改善，機(jī)械加工、裝備精度也得到了極大的提高，這不僅增強(qiáng)了其密封性，同時(shí)顯著的增長(zhǎng)了故障出現(xiàn)的間隔時(shí)期，提高了結(jié)構(gòu)應(yīng)用的可靠性。然而在機(jī)械密封泄漏裝置的應(yīng)用中，這些問(wèn)題不僅是機(jī)械故障之一，更是引發(fā)企業(yè)安全事故的主要原因之一。為此這里我們有必要對(duì)機(jī)械密封可控性進(jìn)行研究，以保證機(jī)械使用效率和工作壽命。
　　一、機(jī)械密封可控性分析
　　在普通的機(jī)械密封控制和管理工作中，一般都只是針對(duì)機(jī)械的穩(wěn)定運(yùn)行條件而言的，而當(dāng)工作條件或者是工作環(huán)境發(fā)生變化的時(shí)候，經(jīng)常會(huì)因?yàn)樯a(chǎn)值以及工作穩(wěn)定性不佳而導(dǎo)致密封斷面出現(xiàn)開裂，大大的縮短了機(jī)械的使用壽命，甚至是出現(xiàn)泄漏以及密封失效隱患。這些問(wèn)題的出現(xiàn)不僅使得整個(gè)企業(yè)停產(chǎn)而引發(fā)經(jīng)濟(jì)損失，甚至是造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，這些經(jīng)濟(jì)損失往往都是密封本身裝置價(jià)格的幾倍、幾十倍甚至是上百倍。特別是對(duì)于石油化工企業(yè)而言，一旦出現(xiàn)機(jī)械密封時(shí)效，其所引發(fā)的環(huán)境問(wèn)題極為嚴(yán)峻，由此造成的經(jīng)濟(jì)損失不可估量。可見(jiàn)，在目前的社會(huì)發(fā)展中做好機(jī)械密封可控性分析是多么的重要。
　　1、機(jī)械密封的理論研究
　　機(jī)械密封在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，最為關(guān)鍵的內(nèi)容便是如何獲取低泄露的同時(shí)減少密封構(gòu)件表面出現(xiàn)的摩擦損失，提高構(gòu)件的使用壽命和效率。根據(jù)當(dāng)前的理論性進(jìn)行分析，其在工作的過(guò)程中主要可以從泄漏量和磨損率兩個(gè)方面進(jìn)行研究和分析，從而保證工作的正常開展，
　　2、機(jī)械密封的實(shí)踐分析
　　機(jī)械密封泄露是最為常見(jiàn)的機(jī)械故障之一，尤其是在石油化工企業(yè)的生產(chǎn)和工作中，它一旦出現(xiàn)，其所造成的負(fù)面影響極為突出。就過(guò)去生產(chǎn)工作中所采用的離心泵、壓縮機(jī)、攪拌機(jī)等機(jī)械進(jìn)行分析而言，由于受到材料、結(jié)構(gòu)的變化要求，使得機(jī)械加工量、裝備精確度都得到了極大轉(zhuǎn)變，這不僅增強(qiáng)了其密封性，而且有效的緩解了故障問(wèn)題，提高了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。但是就過(guò)去工作而言，因?yàn)闄C(jī)械密封管理控制不科學(xué)、機(jī)械保養(yǎng)不完善而引發(fā)的機(jī)械密封不佳問(wèn)題時(shí)有發(fā)生，這就需要我們?cè)诠ぷ髦凶龊脵C(jī)械密封可控性實(shí)踐管理。
　　二、機(jī)械密封可控性研究
　　機(jī)械密封可控性研究的工作目的不僅僅在于提高機(jī)械密封的可靠性和工作壽命，同時(shí)對(duì)于整個(gè)機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行可靠性和耐久性也有著重要的意義。在工作中，為了降低泄露量，人們有意識(shí)的提高機(jī)械密封的斷面比壓，同時(shí)減少斷面結(jié)構(gòu)的磨損率，從而減少結(jié)構(gòu)摩擦阻力，降低因?yàn)槟Σ炼斐傻拿芊庑圆患�。�?jīng)過(guò)過(guò)去長(zhǎng)期的工作實(shí)踐分析總結(jié)得出，工作人員通過(guò)獲取可靠性好、耐久性高的工作壽命，從而提高機(jī)械密封裝置的標(biāo)準(zhǔn)量和端面的比壓范圍，這為日后密封裝置的檢測(cè)提供了科學(xué)可靠的理論依據(jù)。
　　在機(jī)械密封可控性研究過(guò)程中，許多學(xué)者把機(jī)械密封的端面溫度作為反饋參數(shù)，而把端面比壓或膜厚作為控制參數(shù)。T.G.Doust和A.I.Parmar的研究表明，機(jī)械密封的端面溫度是影響其密封性能的重要因素。端面磨損的結(jié)果使得端面溫度升高，溫度的升高速度反映了機(jī)械密封端面的磨損水平。
　　三、工程應(yīng)用以及其中存在問(wèn)題分析
　　在目前的工作實(shí)踐中，通過(guò)對(duì)機(jī)械密封裝置的可控性進(jìn)行分析得出，反饋信號(hào)可謂是最為關(guān)鍵的內(nèi)容，它主要包含了端面溫度、端面膜厚度、端面摩擦系數(shù)以及泄露量，為此在控制的過(guò)程中需要針對(duì)這幾方面的內(nèi)容進(jìn)行研究，從而保證整個(gè)工作的順利進(jìn)行。
　　1、端面溫度
　　在工作中，采用端面溫度作為可控機(jī)械密封裝置的管理系統(tǒng)以及反饋信號(hào)是最為常見(jiàn)的，它不僅是因?yàn)槊芊庀鋬?nèi)介質(zhì)溫度變化處于恒定狀態(tài)，同時(shí)端面溫度的變動(dòng)也與摩擦系數(shù)密切相關(guān)。
　　2、端面膜厚度
　　盡管端面膜厚是影響機(jī)械密封性能和壽命的重要參數(shù)，但要在工業(yè)裝置上采用端面膜厚作為反饋信號(hào)參數(shù)，還有待于更深入的研究。通常使用渦流傳感器測(cè)量端面膜厚。由于工作過(guò)程中機(jī)械密封的膜厚很薄，處于10-7～10-5 m的數(shù)量級(jí)，而裝置設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)引起的機(jī)械密封振動(dòng)幅值至少也處于膜厚數(shù)量級(jí)，甚至還遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于這個(gè)數(shù)量級(jí)，因此，即使渦流傳感器的精度很高，也會(huì)因?yàn)樵肼曔^(guò)大而淹沒(méi)實(shí)際膜厚信號(hào)。
　　3、反饋執(zhí)行機(jī)構(gòu)
　　反饋執(zhí)行機(jī)構(gòu)是可控機(jī)械密封正�？煽窟\(yùn)行的保證。執(zhí)行元件通常有壓電晶片、電磁鐵、調(diào)節(jié)閥和液壓缸等。以壓電晶片制作的執(zhí)行元件，其特點(diǎn)是在其兩端加上電壓，使晶體本身產(chǎn)生膨脹。建立一個(gè)端面溫度和輸入晶體兩端的電壓關(guān)系以及膨脹率和壓力之間的關(guān)系，是實(shí)現(xiàn)控制功能的關(guān)鍵。壓電元件在介質(zhì)中的絕緣性能要求是其工業(yè)化推廣的主要障礙。電磁鐵作執(zhí)行元件，其特點(diǎn)是以通電線圈代替彈簧提供閉合力。由于溫度的輸出和線圈的輸入都是電壓量，因而可以方便地控制機(jī)械密封端面比壓或膜厚，安裝要求也不高。
　　四、研究方向
　　隨著密封技術(shù)、制造技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展以及工業(yè)化生產(chǎn)的需求，機(jī)械密封可控性研究應(yīng)該更多地考慮控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的先進(jìn)性、傳感器設(shè)計(jì)制造安裝的現(xiàn)實(shí)性和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的可操作性。
　　1、機(jī)械密封控制系統(tǒng)工業(yè)化結(jié)構(gòu)
　　生產(chǎn)裝置上應(yīng)用的機(jī)械密封控制系統(tǒng)，，一般要求：安裝方便，快捷；具有一定耐壓力波動(dòng)能力；穩(wěn)定的工作性能；較高的可靠度：價(jià)格低廉。
　　2、關(guān)鍵技術(shù)
　　工業(yè)裝置用機(jī)械密封控制系統(tǒng)的實(shí)施，關(guān)鍵技術(shù)之一是小量程大孔徑轉(zhuǎn)矩傳感器的設(shè)計(jì)制造，另一關(guān)鍵技術(shù)是穩(wěn)定可靠的執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)制造與安裝。傳感器材料選擇的合理與否對(duì)傳感性能有著重大的影響。傳感器的穩(wěn)定性是工業(yè)裝置用機(jī)械密封控制系統(tǒng)正常運(yùn)行的基礎(chǔ)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)的靈敏度與精度是機(jī)械密封控制系統(tǒng)正常運(yùn)行的保證。
　　五、結(jié)束語(yǔ)
　　理論分析表明，調(diào)節(jié)機(jī)械密封端面比壓，可以改變動(dòng)靜環(huán)表面接近量與端面間液膜厚度，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械密封裝置控制的主要手段，也是促進(jìn)石油化工企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。
　　參考文獻(xiàn)
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　　[3] 黃傳清，陳英杰. 表面粗糙層對(duì)兩圓柱體接觸的影響[J]. 力學(xué)與實(shí)踐. 1997（04）

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