一 实训目的
1． 了解密封的机理、影响因素和分类；
2． 掌握常用静密封装置的装配与检修；
3. 掌握常用动密封装置的装配与检修。
二 实训内容
1. 认识常用各种类型的静密封和动密封，了解他们的应用范围；
2. 常用密封的装配与检修
（1）垫片
（2）填料密封
（3）机械密封
三 实例：
(一)密封的基础知识
1.对密封的基本要求：密封性好，泄漏少，耐腐蚀，寿命长，工作可靠性强；
制造、安装、维修与调整方便，成本低廉。
2.密封机理：消除或减小密封面上的间隙和密封面两侧存在的压力差和浓度差。
3.影响因素：设计、使用、制造安装等
4.分类：
静密封：指接合面间没有相对运动的密封，如各种容器、设备和管道法兰接合面的密封；
动密封：指接合面间彼此有相对运动的密封，如泵的填料与旋转的泵轴，活塞环与气缸、阀杆与填料函之间的密封等。
静密封：垫片：非金属、半金属、和金属（按材料分）
按型式：O形环、C形环、金属八角垫、椭圆垫、双锥密封、卡扎里密封、伍德密封等等
麻绳、密封胶、密封带等
动密封：按运动形式分
往复轴密封：填料、隔膜、唇形、活塞环密封
旋转轴密封：接触密封：径向：填料密封和油封；轴向：机械密封
非接触密封：迷宫、螺旋、间隙、磁流体、全封闭密封等
5.使用的工具：手锤、大螺丝刀、剪刀、切刀、百分表、千分表、钢板尺、各种扳手等
（二）垫片密封
1.原理：靠两连接件间力的作用（或介质压力作用）压紧密封垫片，使其产生弹性变形或一定的塑性变形以填满密封面上的微观不平通道来实现密封的。即利用密封面上产生的比压，使介质通过密封面的阻力大于密封面两侧的压力差
2. 结构：连接形式：法兰连接与螺纹连接
密封面形式：全平面、突面、凹凸面、榫槽面及环连接面等
3.材料：石棉、复合石墨、聚四氟乙烯、退火紫铜、退火铝、10号钢、不锈钢等
图1 法兰密封面形式
4.装配：
（1）拆装注意事项：
①组装与拆卸时，应注意保护法兰的密封面，防止碰撞、划伤密封面；
②组装式，密封面、密封垫片要清洗干净；
③修复后，组装时个螺栓的预紧力要均匀；
④对有些设备，由于受温度、振动等因素影响，应在螺栓预紧、设备运转24h后，再重新紧固一次，以保证设备安全长期运行，尤其是人孔、视孔等部位更应如此
⑤检修工作完成后，一般进行试压，以检查检修后的密封部位是否密封良好，达到了规定要求。试验压力为工作压力的1.25-1.5倍。
（2）装配要点：
①安装前，应检查法兰的形式、密封面的粗糙度是否合格及符合要求，有无机械损伤、径向划痕或锈蚀等；
②对螺栓和螺母进行检查：形式、材质、尺寸是否符合要求，螺母在螺栓上转动自如，不晃动；螺纹不允许有断缺，螺栓不允许弯曲；
③检查垫片的形式、材质、尺寸是否符合要求，是否与法兰密封面相匹配；垫片密封面不允许有机械损伤、径向划痕、严重锈蚀、内外边缘破损等缺陷；
④安装椭圆型、八角形截面金属垫时，应检查垫片的截面尺寸与法兰密封面的接触情况，若接触不良应进行研磨；
⑤安装垫片前，应检查管道及法兰的安装质量，如偏口、错口、张口、错孔;两法兰必须在同一中心线上且平行；
⑥ 垫片安装时必须准确，以保证均匀受压
⑦螺栓上的钢印部分应便于检查，露出的螺纹部分涂抹石墨粉或二硫化钼；
⑧操作温度超过300℃的设备，升温一段时间后，需进行预热；
⑨换装垫片时，对输送易燃介质的管道，应使用安全工具（防爆工具），以免产生火花，导致火灾。
5.检修
（1）密封垫片的检修：如果损坏，应按照原垫片的材质、尺寸大小更换新垫。需自制时，领用相同材料。标准垫一般外购。
（2）密封面的检修：认真检查密封面有无伤痕、蚀坑、裂纹等缺陷，尤其是径向划痕。
对划痕和蚀坑较浅的，在不影响其强度的情况下，可在机床上将缺陷加工掉，重新组装使用；对较深的缺陷，原则上更换新件。无备件时，可进行局部补焊处理。
（三）填料密封
1.分类：按功能分为阀门用、离心泵用和往复压缩机用；按材料分为橡胶、天然纤维、合成纤维、和金属纤维等；按加工方法分为绞合填料、、编结填料、叠层填料、模压填料等。
图2 典型填料的结构
2.结构与原理：
图为一典型的填料密封结构。它主要由填料压盖、填料箱、填料、液封环及螺栓等零部件组成。压紧螺栓产生的预紧力使填料产生轴向压缩变形，同时引起填料产生径向膨胀，由于径向受到轴表面和填料箱内表面的的约束，从而使间隙填塞而达到密封的目的。液封环将填料分为两段，其目的是使填料产生的径向力均匀，为保证足够的润滑和冷却，可往液封环入口注入润滑封液。
3.装配
（1）清理填料函内腔，检查轴表面是否光滑，有无拉毛、划痕现象；
（2）用千分表检查旋转轴与填料函的同轴度和轴的径向圆跳动量，其公差应在允许范围内；
（3）检查、测量填料衬套和压盖与轴套（或轴）的径向间隙是否符合要求，四周间隙要均匀；
（4）检查填料材质是否符合要求，断面尺寸与填料函和轴向尺寸是否匹配；
（5）成卷包装的填料应沿轴向或柱塞周长切割成单个圆环。可以用一根与轴相同的芯棒，将填料缠绕其上，然后用刀切割，切口应倾斜45°，切成后的环接头应吻合。用于高压密封的填料，必须经过预压成型，预压缩的比压应高于介质的压力，可取其1.2 倍，预压后应及时装入函中，以免填料恢复弹性；
（6）填料应一圈一圈地填装，不得同时装几圈。每圈在装
图3 螺栓拧紧顺序
填前内表面涂以润滑剂，轴向扭开后套在轴上。安装每个环时，用填塞工具将其压紧。填料切口应错开布置，一般切口交错120°。每装一圈用手盘一次轴，以便控制压紧力。
（7）填料装完后，对称地压紧压盖螺栓，以免填料压偏，用手盘动轴或柱塞时期稍微能转动即可。压盖压入填料箱的深度应为0.5-1圈的填料高度，最小不能小于5mm。
（8）运转和试验。其目的是检查是否达到密封要求和验证发热程度。若不能密封，应压紧一些，若发热过大，应放松一些。调整到介质只呈滴状泄漏和发热不大时，方可投入使用。
安装时还应注意，填料不要随便乱放，以免表面沾污泥沙、灰尘，对轴产生强烈磨损。
4.使用
（1）定期检查泄漏情况，超过允许量时，即使压紧调整；
（2）定期检查轴承是否损坏，轴的允许径向跳动量在0.03-0.08mm范围内；
（3）转子的平衡量应在允许范围，以免振动过大，引起泄漏；
（4）液封环两侧应装同样硬度的填料，且对准填料箱上的液封孔，使液封畅通，应注意液封环处不得堵塞。
（5）填料应定期更换；
（6）软硬填料混合使用时，硬填料应放在填料底部，软填料放在靠近压盖处，且软硬交替放置；
（7）填料损坏泄漏时，应全部拆下，更换新填料。
（四）机械密封
1.结构
典型结构如右图所示，，一般由动环、静环、动环密封圈、静环密封圈、弹簧、弹簧
座、紧定螺钉、防转销等组成。机械密封一般有四个密封点，如图中1、2、3、4所示，其中3为静环与压盖端面之间的密封点，2为动环与轴或轴套之间的密封点，4 为压盖与泵壳或其它设备之间的密封点，1 为端面相对旋转的密封点，2、3、4是静密封，一般采用O形、V形密封圈等垫圈密封。
一般包括四个组成部分，即主密封、辅助密封、补偿机构、传动机构。此外还有冷却、冲
图4 典型机械密封结构
洗、润滑等辅助装置。
2.原理：
机械密封工作时，由密封流体的压力和弹性元件的弹力等引起的轴向力使动环和静环互相贴合并相对运动，由于两个密封端面的紧密配合，使密封端面之间的交界（密封界面）形成一微小间隙，当有压介质通过此间隙时，形成极薄的液膜，产生阻力，阻止介质泄漏，同时液膜又使得端面得以润滑，获得长期密封效果。
3.分类
（1）按密封的主机：泵用机械密封、釜用机械密封、压缩机用机械密封等；
（2）按不同工作参数，分为高温、中温、低温、高压、中压、低压、高速、重型等等；
（3）按结构形式分为：平衡型和非平衡型、单端面和双端面机械密封等。
4.安装
（1）准备工作
①检查轴与轴套的径向跳动、表面粗糙度、外径公差、轴的窜动等是否满足精度要求；
②检查机械密封的型号、规格是否与要求相符。各零件是否完好，密封圈尺寸是否合适，动环和静环的表面是否光滑平整。若有缺陷必须更换或修复。
③用干净的汽油对机械密封的零件进行清洗，然后擦干，注意保护密封面；
④安装机械密封时，先从说明书上查到弹簧的工作长度，然后用卡尺量得弹簧的自由长度即可得弹簧的压缩量，安装中应保证弹簧的压缩量的偏差不大于1mm。
（2）检查与测量
①动环的浮动性，要求动环与轴有一定的间隙，保证间隙为0.3-0.7mm。
②固定环是否偏心 泵用机械密封中，固定环（弹簧座）与轴采用滑动配合，间隙量很小。若间隙较大，固定环就会偏心，作用在密封面上的弹簧力不均匀时密封出现时泄时封现象
③动环与静环贴合面的检查:检查时可用90°角尺测量贴合面对轴中心线的偏差。
（3）安装
首先分别将转动组件中各件与静环组件中各件组装完毕，并做好弹簧的初步预紧；然后完成动环组件在轴上的安装和静环组件在压盖内的安装，初步测量动环密封端面至密封腔端面的距离，与静环密封面至端盖端面的距离，两者之差即为机械密封的弹簧预压缩量，并组装好轴承；对照技术要求的压缩量，参照实测的压缩量，将压缩量调整合适，将压盖紧固。
安装过程中应保持密封的清洁和完整，不允许用工具敲打密封元件，以防止密封被损害。机械密封安装在轴上后，用手推动动环应有弹性及顺利之感，然后在密封面上加些机油，将端盖均匀压紧，不得压偏。
（4）检查与试压
安装完毕后，用手盘车，应保证转动灵活，并有一定的浮动性。对重要设备的机械密封必须进行静压试验和动压试验，试验合格后，方可投入正式使用。
5.运转
（1）启动前的注意事项：辅助装置、冷却系统是否安装无误；应清洗管线以防铁锈、杂质进入密封腔；用手盘动联轴器，检查轴是否轻松运转。如果盘动很重，应检查有关配合尺寸是否正确，设法找出原因并排除故障。
（2）试运行和正常运转：首先启动液封系统、冷却水系统，使密封腔内充满介质，然后启动主密封进行试运转。如果一开始发现有微量泄漏，但过1-3h后逐渐减少，为正常磨合过程。如果泄漏量不减少应停车检查；如果机械密封发热、发烟，一般为弹簧比压过大，可适当降低弹簧压力。经试运转合格后，可转入操作条件下的正常运转。升温、升压过程应缓慢，并密切注视有无异常现象发生。
6.停车
应先停主机，再停辅助系统和冷却水系统。停车时间较长时，应将主机内的介质放净。
7.维护
（1）要注意有无机械密封零件本身松动而泄漏或是由于杂质进入端面造成发热及一些不正常的声音；防止干摩擦；间歇运行的机械，注意停车后介质干燥形成结晶或温度降低析出结晶，启动时，采取加温或冲洗措施，防止端面划伤。
（2）观察冲洗、冷却等辅助装置及仪表是否正常工作；
（3）注意机器运行中有无异常现象，如振动或轴承损坏，都将影响机械密封的使用。
8.检修
（1）对拆卸工作的要求：
①拆卸前应熟悉机械密封的有关资料、图纸及其类型结构；
②做好准备工作，准备必要的设施和工具，并做好安全防护工作；
③有顺序的拆卸，并做好标记，以便于重新组装；便拆卸边观察，分析查找造成泄漏的原因；
④拆下的旧件应保管一段时间后再处理。在无资料或资料不全时，可按旧件材质、规格领取新件。
（2）检修方法
①动静环表面磨损严重或出现裂纹时，更换新件；较浅的划痕可进行研磨；检测动静环端面与轴中心线的垂直度偏差，若超过0.05mm，应调整或修理；
②辅助密封圈和弹簧损坏时应更换新件；选择弹簧时应选择端面平行并与中心线垂直，自由高度尽量一致，变形量尽量相等的的；
③调整轴向窜动量到规定范围；
④检查轴或轴套是否磨损，如有磨损应及时进行补焊、热处理及机加工。