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论文摘要：目前机械密封在泵类产品中的应用非常广泛，其应用前景也将更加广阔。本文笔者结合工作实际，浅谈一下水泵的机械密封问题。
目前机械密封在泵类产品中的应用非常广泛，而随着产品技术水平的提高和节约能源的要求，机械密封的应用前景将更加广泛。机械密封亦称端面密封, 其有一对垂直于旋转轴线的端面, 该端面在流体压力及补偿机械外弹力的作用下, 依赖辅助密封的配合与另一端保持贴合, 并相对滑动, 从而防止流体泄漏。大庆石油化工总厂万隆物业公司光明锅炉使用的循环泵，型号为200lgy75a，流量275 m3/h，工作压力0.4mp，工作温度为95，介质为清水，密封为机械密封的水泵，本文笔者结合工作实际，浅谈一下水泵的密封问题。
泵在起动、停机过程中, 由于泵进口堵塞, 抽送介质中含有气体等原因, 有可能使密封腔出现负压, 密封腔内若是负压, 会引起密封端面干摩擦, 内装式机械密封会产生漏气(水) 现象, 真空密封与正压密封的不同点在于密封对象的方向性差异, 而且机械密封也有其某一方向的适应性。
由于弹簧比压力及总比压设计过大和密封腔内压力超过3mpa 时,会使密封端面比压过大, 液膜难以形成, 密封端面磨损严重, 发热量增多, 造成密封面热变形。
对策: 在装配机封时, 弹簧压缩量一定要按规定进行, 不允许有过大或过小的现象, 高压条件下的机械密封应采取措施。为使端面受力合理, 尽量减小变形, 可采用硬质合金、陶瓷等耐压强度高的材料, 并加强冷却的润滑措施, 选用可靠的传动方式, 如键、销等。
1.2.1 转子周期性振动。原因是定子与上、下端盖未对中或叶轮和主轴不平衡, 汽蚀或轴承损坏(磨损) ,这种情况会缩短密封寿命和产生渗漏。
1.2.2泵转子轴向窜动量大, 辅助密封与轴的过盈量大, 动环不能在轴上灵活移动。在泵翻转, 动、静环磨损后, 得不到补偿位移。
对策: 在装配机械密封时, 轴的轴向窜动量应小于0.1mm , 辅助密封与轴的过盈量应适中, 在保证径向密封的同时, 动环装配后保证能在轴上灵活移动(把动环压向弹簧能自由地弹回来)。
1.3.1 安装动环密封圈的轴(或轴套) 端面及安装静环密封圈的密封压盖(或壳体) 的端面应倒角并修光,以免装配时碰伤动静环密封圈。
1.3.2 弹簧压缩量一定要按规定进行, 不允许有过大或过小的现象, 误差±2mm , 压缩量过大增加端面比压, 摩擦热量过多, 造成密封面热变形和加速端面磨损, 压缩量过小动静环端面比压不足, 则不能密封。
机械加工精度不够，原因有很多，有的是机械密封本身的加工精度不够，这方面的原因容易引起人们的注意，也容易找到。但有时是泵其它部件的加工精度不够，这方面的原因，不容易引起人们的注意。例如：泵轴、轴套、泵体、密封腔体的加大精度不够等原因。这些原因的存在对机械密封的密封效果是非常不利的。
机械密封振动偏大，最终导致失去密封效果。但机械密封振动偏大的原因往往不是机械密封本身的原因，泵的其它零部件是产生振动的根源，如泵轴设计不合理、加工的原因、轴承精度不够、联轴器的平行度差、径向力大等原因。
机械密封的密封面要有一定的比压，这样才能起到密封作用，这就要求机械密封的弹簧要有一定的压缩量，给密封端面一个推力，旋转起来使密封面产生密封所要求的比压。为了保证这一个比压，机械密封要求泵轴不能有太大的窜量，一般要保证在0.5 mm以内。
机械密封在使用过程中是不能够承受轴向力的，若存在轴向力，对机械密封的影响是严重的。有时由于泵的轴向力平衡机构设计的不合理及制造、安装、使用等方面的原因，造成轴向力没有被平衡掉。机械密封承受一个轴向力，运转时密封压盖温度将偏高，对于聚丙烯类的介质，在高温下会被熔融，因此泵启动后很快就失去密封效果，泵静止时则密封端面出现间断的喷漏现象。
机械密封的辅助冲洗系统是非常重要的，它可以有效地保护密封面，起到冷却、润滑、冲走杂物等作用。有时设计员没有合理地配置辅助冲洗系统，达不到密封效果； 有时虽然设计人员设计了辅助系统，但由于冲洗液中有杂质，冲洗液的流量、压力不够，冲洗口位置设计不合理等原因，也同样达不到密封效果。
a.泵产品在设计过程中，要充分分析振动的来源，以消除振动源;b.泵产品的制造装配过程中，严格按标准和操作规程去执行，消除振动源;c.泵、电机、底座、现场管路等辅助设备在现场安装时，要严格把关，消除振动源;d.现场生产、操作、维修、调节时，严格把关，消除振动源。
比较理想的设计方案有两个：一个是平衡盘加轴向止推轴承，由平衡盘平衡轴向力，由轴向止推轴承对泵轴进行轴向限位； 另一个是平衡鼓加轴向止推轴承，由平衡鼓平衡掉大部分轴向力，剩余的轴向力由止推轴承承担，同时轴向止推轴承对泵轴进行轴向限位。
2.3消除泵轴挠度偏大的措施 ：减少两端轴承之间的距离；增加泵轴的直径；提高泵轴材料的等级；泵轴设计完成后，对泵轴的挠度要进行校核检验计算。
在设计泵用机械密封时，不仅要考虑机械密封本身的影响因素，而且要考虑机械密封外部的各种影响因素。在实际工作中要注意以下几个问题：
3.1、分析机械密封的质量事故的原因时，要充分考虑到泵的其它零部件对机械密封运行的影响，采取措施不断提高机械密封的效果。
3.2、对重要泵产品的机械密封，要增加保护措施，提高密封质量，减少密封质量事故。
3.3、在泵产品的设计过程中要充分考虑到泵其它零部件以及现场其它设备对机械密封的使用效果的影响，为机械密封创造一个良好的外部条件。
3.4、增加对机械密封辅助系统的重要作用的认识，尽可能配备完善的机械密封辅助系统，以提高密封效果。
机械密封在旋转设备上的应用非常广泛，机械密封的密封效果将直接影响整机的运行，严重的还将出现重大安全事故。
从机械密封的内外部条件的角度分析了影响密封效果的几种因素和应采取的合理措施。
机械密封又叫端面密封，它是一种旋转机械的轴封装置，指由至少一对垂直于旋转轴线的的端面在液体压力和补偿机构弹力(或磁力)的作用以及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄漏的装置。它的主要功用将易泄漏的轴向密封改变为较难泄漏的端面密封。它广泛应用于泵、釜、压缩机及其他类似设备的旋转轴的密封。
2.1 机械密封的零件的故障旋转设备在运行当中，密封端面经常会出现磨损、热裂、变形、破损等情况，弹簧用久了也会松弛、断裂和腐蚀。辅助密封圈也会出现裂口、扭曲和变形、破裂等情况。
设备旋转过程中，会使动静环贴合端面粗糙，动静环与密封腔的间隙太小，由于振摆引起碰撞从而引起振动。有时由于密封端面耐腐蚀和耐温性能不良，或是冷却不足或端面在安装时夹有颗粒杂质，也会引起机械密封的振动和发热。
（1）静压试验时泄漏。机械密封在安装时由于不细心，往往会使密封端面被碰伤、变形、损坏，清理不净、夹有颗粒状杂质，或是由于定位螺钉松动、压盖没有压紧，机器、设备精度不够，使密封面没有完全贴合，都会造成介质泄漏。如果是轴套漏，则是轴套密封圈装配时未被压紧或压缩量不够或损坏。
（2）周期性或阵发性泄漏。机械密封的转子组件周期性振动、轴向窜动量太大，都会造成泄漏。机械密封的密封面要有一定的比压，这样才能起到密封作用，这就要求机械密封的弹簧要有一定的压缩量，给密封端面一个推力，旋转起来使密封面产生密封所要求的比压。为了保证这一个比压，机械密封要求泵轴不能有太大的窜量，一般要保证在0.25mm以内。但在实际设计当中，由于设计的不合理，往往泵轴产生很大的窜量，对机械密封的使用是非常不利的。
（3）机械密封的经常性泄漏。机械密封经常性泄漏的原因有很多方面。第一方面，由于密封端面缺陷引起的经常性泄漏。第二方面，是辅助密封圈引起的经常性泄漏。第三方面，是弹簧缺陷引起的泄漏。其他方面，还包括转子振动引起的泄漏，传动、紧定和止推零件质量不好或松动引起泄漏，机械密封辅助机构引起的泄漏，由于介质的问题引起的经常性泄漏等。
（4）机械密封振动偏大。机械密封振动偏大，最终导致失去密封效果。但机械密封振动偏大的原因往往不仅仅是机械密封本身的原因，泵的其它零部件也是产生振动的根源，如泵轴设计不合理、加工的原因、轴承精度不够、联轴器的平行度差、径向力大等原因。
如果机械密封的零件出现故障，就需要更换零件或是提高零件的机械加工精度，提高机械密封本身的加工精度和泵体其他部件的加工精度对机械密封的效果非常有利。为了提高密封效果，对动静环的摩擦面的光洁度和不平度要求较高。动静环的摩擦面的宽度不大，一般在2～7毫米之间。
如果是动静环与密封腔的间隙太小，就要增大密封腔内径或减小转动外径，至少保证0.75mm的间隙。如果是摩擦副配对不当，就要更改动静环材料，使其耐温，耐腐蚀。这样就会减少机械密封的振动和发热。
机械密封的泄漏是由于多种原因引起，我们要具体问题具体处理。为了最大限度的减少泄漏量，安装机械密封时一定要严格按照技术要求进行装配，同时还要注意以下事项。
（1）装配要干净光洁。机械密封的零部件、工器具、润滑油、揩拭材料要十分干净。动静环的密封端面要用柔软的纱布揩拭。（2）修整倒角倒圆。轴、密封端盖等倒角要修整光滑，轴和端盖的有关圆角要砂光擦亮。（3）装配辅助密封圈时，橡胶辅助密封圈不能用汽油、煤油浸泡洗涤，以免胀大变形，过早老化。动静环组装完后，用手按动补偿环，检查是否到位，是否灵活;弹性开口环是否定位可靠。动环安装后，必须保证它在轴上轴向移动灵活。
合理地设计轴向力的平衡装置，消除轴向窜量。为了满足这一要求，对于多级离心泵，设计方案是:平衡盘加轴向止推轴承，由平衡盘平衡轴向力，由轴向止推轴承对泵轴进行轴向限位。
密封腔中密封介质含有颗粒、杂质，必须进行冲洗，否则会因结晶的析出，颗粒、杂质的沉积，使机械密封的弹簧失灵，如果颗粒进入摩擦副，会导致机械密封的迅速破坏。因此机械密封的辅助冲洗系统是非常重要的，它可以有效地保护密封面，起到冷却、润滑、冲走杂物等作用。
在泵产品的制造装配过程中，严格按标准和操作规程去执行， 消除振动源。泵、电机、底座、现场管路等辅助设备在现场安装时，要严格把关，消除振动源。
以上简单研究了机械密封在旋转设备上的应用和出现的故障后，以后再遇到机械密封的故障问题，首先要考虑机械密封本身的影响因素，然后还要考虑机械密封外部的一些影响因素。比如:在分析机械密封的质量事故的原因时，要考虑到泵的其它零部件对机械密封运行的影响，采取措施不断提高机械密封的效果。
在施工单位中，对于机械设备的管理应用已经越来越得到一定的重视。在其施工过程当中，施工机械设备的维护与保养在一定程度上可以制约施工单位的工程效益，因此，必须在管理中研究分析和解决所存在的各种问题因素，可以确保对机械设备的维护与保养管理，在提高施工单位的机械设备技术水平与管理方法，有利于增强施工单位在市场竞争力中发挥出主要作用。
4.1 在施工机械设备的管理当中，由于对机械的保养制度没有落实到位，所以就导致了机械设备的完好率有所降低。一般施工企业在机械设备管理的使用方面通常都会注重使用却忽略了保养的作用，在实行了定人、定机的制度同时，忽略了设备保养制度的制约性，并没有明确地落实
到位。然而一般操作人员只会注重机械的使用，如果在出现问题的时候却没有进行及时的处理。另一方面，如果当机械设备在出现故障时需要进行维修，因维修人员没有足够的责任心，出于应付的心里，而不是在基础上解决问题，同样会造成机械设备故障的发展和扩大。再者，在机械设备出现故障时，负责操作维修的工作人员之间会存在相互推卸责任的情况，并没有从根本上意识到重要的性质。因此，在施工中不仅会影响到施工的进度与质量问题，同时也会增加了相应的费用，从而导致机械设备安全性的降低，也减少了使用的期限。
4.2 在施工过程中，由于没有足够的机械设备管理措施，因此也就影响了正常的施工。在施工当中，一般工程项目面比较广，并且人员的调动与机械设备也比较复杂，作为管理部门也存在没有目的性的精简管理人员与机械设备，或者是合并相关的部门，从而也就会导致在具体操作与管理层之间出现脱节的现象，致使在施工机械设备方面的减弱。另一方面，在施工单位中并没有形成严格完整的管理制度，没有健立健全的施工机械设备的技术档案和技术资料，从而造成施工机械设备在管理上的混乱，也影响了正常的工程施工。
4.3 在施工单位中没有注重机械设备所需的正常更新工作，从而出现施工效率降低等情况。当前，在一部分施工单位中所存在的机械设备的老化，存在的故障问题都没有得到有效的重视，对机械设备更新的比较缓慢。负责机械的管理人员只看重眼前的经济利益，没有想到长远的发展，更有甚者会违反国家的相关规定而继续使用，同时也就导致了施工机械设备出现故障的机率有所增加，这样不仅在安全方面给施工人员造成一定的威胁，并且在施工效率方面也会有所降低，增加了整体的施工成本，减少了工程效益，而影响到整个施工单位的发展。
5.1 在施工机械设备的维修工作主要的作用就是可以延长机械设备的使用年限，也作为关键环节，应用科学合理的维修方法有效地延长机械设备使用时间。在延长机械零件使用期限的方法可以采用低成本的快速修理法，通过应用这种方法除了在设计机械时所应用的维修性的设计以外，还主要可以通过两种方式进行：①通过刷镀以及胶粘进行修复。在施工现场可以采用刷镀与胶粘的修复方法，它可以低成本并且快速的对失效零件进行有效的修复。②通过零件换位的方法进行修复。在施工机械设备中有很多的零件，比如在挖掘机、推土机和柴油朵缸套等零件，这些零件在工作运行过程中一般会承受单向的负荷作用。因此就会受到不够均衡性的磨损，但是通过适宜地更换受到磨损负荷的位置零件，从而促使它们可以受到均衡的磨损，也可以延长使用的期限。
5.2 在施工机械设备中如果可以定期的对机械进行保养工作，对于延长机械设备的使用期限是非常必要的。在部分施工单位中加强对机械设备的保养工作是有明确规定的。然而，由于很多施工单位有明确规定对机械设备进行定期的保养，但是到施工期间如果工期比较紧张，任务比较重的时间，一般就会忽略了机械保养的规定，只要机械设备没有出现故障并且可以正常的运行就可以，没有必要对其进行保养工作。对机械设备进行保养主要是可以消除机械所存在的安全隐患，如果不及时进行保养，机械设备会出现故障问题，更有甚者会发生安全事故问题，所以，这样不但会增加相应的维修费用，并且还会延误工程进度。
总之，对于施工机械设备的维护与保养作为施工的系统工程，必须要充分全面的认识到施工机械设备因素方面的重要作用。所以，在工程施工中需要切实地提高加强机械设备的维护和保养工作，以科学合理指导方针，做到互相协调，积极的探索研究，运用先进的管理模式等。因此，在工程施工当中，需要加强提高机械设备的管理应用，准确及时的进行保养、维护，并且可以有效的减少机械设备所出现的故障，一直处于良好的管理状态中，发挥出一定的效能作用。
[1] 机床电气维修技术问答.芮靖康.北京：中国水利水电出版社，1999.
机械密封在旋转设备上的应用非常广泛，机械密封的密封效果将直接影响整机的运行，严重的还将出现重大安全事故。
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从机械密封的内外部条件的角度分析了影响密封效果的几种因素和应采取的合理措施。
机械密封又叫端面密封，它是一种旋转机械的轴封装置，指由至少一对垂直于旋转轴线的的端面在液体压力和补偿机构弹力(或磁力)的作用以及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄漏的装置。它的主要功用将易泄漏的轴向密封改变为较难泄漏的端面密封。它广泛应用于泵、釜、压缩机及其他类似设备的旋转轴的密封。
机械密封通常由动环、静环、压紧元件和密封元件组成。其中动环随泵轴一起旋转，动环和静环紧密贴合组成密封面，以防止介质泄漏。动环靠密封室中液体的压力使其端面压紧在静环端面上，并在两环端面上产生适当的比压和保持一层极薄的液体膜而达到密封的目的。压紧元件产生压力，可使泵在不运转状态下，也保持端面贴合，保证密封介质不外漏，并防止杂质进入密封端面。密封元件起密封动环与轴的间隙、静环与压盖的间隙的作用，同时弹性元件对泵的振动、冲击起缓冲作用。机械密封在实际运行中是与泵的其它零部件一起组合起来运行的，机械密封的正常运行与它的自身性能、外部条件都有很大的关系。但是我们要首先保证自身的零件性能、辅助密封装置和安装的技术要求，使机械密封发挥它应有的作用。
2.1 机械密封的零件的故障旋转设备在运行当中，密封端面经常会出现磨损、热裂、变形、破损等情况，弹簧用久了也会松弛、断裂和腐蚀。辅助密封圈也会出现裂口、扭曲和变形、破裂等情况。
设备旋转过程中，会使动静环贴合端面粗糙，动静环与密封腔的间隙太小，由于振摆引起碰撞从而引起振动。有时由于密封端面耐腐蚀和耐温性能不良，或是冷却不足或端面在安装时夹有颗粒杂质，也会引起机械密封的振动和发热。
（1）静压试验时泄漏。机械密封在安装时由于不细心，往往会使密封端面被碰伤、变形、损坏，清理不净、夹有颗粒状杂质，或是由于定位螺钉松动、压盖没有压紧，机器、设备精度不够，使密封面没有完全贴合，都会造成介质泄漏。如果是轴套漏，则是轴套密封圈装配时未被压紧或压缩量不够或损坏。（2）周期性或阵发性泄漏。机械密封的转子组件周期性振动、轴向窜动量太大，都会造成泄漏。机械密封的密封面要有一定的比压，这样才能起到密封作用，这就要求机械密封的弹簧要有一定的压缩量，给密封端面一个推力，旋转起来使密封面产生密封所要求的比压。为了保证这一个比压，机械密封要求泵轴不能有太大的窜量，一般要保证在0.25mm以内。但在实际设计当中，由于设计的不合理，往往泵轴产生很大的窜量，对机械密封的使用是非常不利的。（3）机械密封的经常性泄漏。机械密封经常性泄漏的原因有很多方面。第一方面，由于密封端面缺陷引起的经常性泄漏。第二方面，是辅助密封圈引起的经常性泄漏。第三方面，是弹簧缺陷引起的泄漏。其他方面，还包括转子振动引起的泄漏，传动、紧定和止推零件质量不好或松动引起泄漏，机械密封辅助机构引起的泄漏，由于介质的问题引起的经常性泄漏等。（4）机械密封振动偏大。机械密封振动偏大，最终导致失去密封效果。但机械密封振动偏大的原因往往不仅仅是机械密封本身的原因，泵的其它零部件也是产生振动的根源，如泵轴设计不合理、加工的原因、轴承精度不够、联轴器的平行度差、径向力大等原因。
如果机械密封的零件出现故障，就需要更换零件或是提高零件的机械加工精度，提高机械密封本身的加工精度和泵体其他部件的加工精度对机械密封的效果非常有利。为了提高密封效果，对动静环的摩擦面的光洁度和不平度要求较高。动静环的摩擦面的宽度不大，一般在2～7毫米之间。
如果是动静环与密封腔的间隙太小，就要增大密封腔内径或减小转动外径，至少保证0.75mm的间隙。如果是摩擦副配对不当，就要更改动静环材料，使其耐温，耐腐蚀。这样就会减少机械密封的振动和发热。
机械密封的泄漏是由于多种原因引起，我们要具体问题具体处理。为了最大限度的减少泄漏量，安装机械密封时一定要严格按照技术要求进行装配，同时还要注意以下事项。
（1）装配要干净光洁。机械密封的零部件、工器具、润滑油、揩拭材料要十分干净。动静环的密封端面要用柔软的纱布揩拭。（2）修整倒角倒圆。轴、密封端盖等倒角要修整光滑，轴和端盖的有关圆角要砂光擦亮。（3）装配辅助密封圈时，橡胶辅助密封圈不能用汽油、煤油浸泡洗涤，以免胀大变形，过早老化。动静环组装完后，用手按动补偿环，检查是否到位，是否灵活;弹性开口环是否定位可靠。动环安装后，必须保证它在轴上轴向移动灵活。
合理地设计轴向力的平衡装置，消除轴向窜量。为了满足这一要求，对于多级离心泵，设计方案是:平衡盘加轴向止推轴承，由平衡盘平衡轴向力，由轴向止推轴承对泵轴进行轴向限位。
密封腔中密封介质含有颗粒、杂质，必须进行冲洗，否则会因结晶的析出，颗粒、杂质的沉积，使机械密封的弹簧失灵，如果颗粒进入摩擦副，会导致机械密封的迅速破坏。因此机械密封的辅助冲洗系统是非常重要的，它可以有效地保护密封面，起到冷却、润滑、冲走杂物等作用。
机械密封在旋转设备上的应用非常广泛，机械密封的密封效果将直接影响整机的运行，严重的还将出现重大安全事故。
从机械密封的内外部条件的角度分析了影响密封效果的几种因素和应采取的合理措施。
机械密封又叫端面密封，它是一种旋转机械的轴封装置，指由至少一对垂直于旋转轴线的的端面在液体压力和补偿机构弹力(或磁力)的作用以及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄漏的装置。它的主要功用将易泄漏的轴向密封改变为较难泄漏的端面密封。它广泛应用于泵、釜、压缩机及其他类似设备的旋转轴的密封。
机械密封通常由动环、静环、压紧元件和密封元件组成。其中动环随泵轴一起旋转，动环和静环紧密贴合组成密封面，以防止介质泄漏。动环靠密封室中液体的压力使其端面压紧在静环端面上，并在两环端面上产生适当的比压和保持一层极薄的液体膜而达到密封的目的。压紧元件产生压力，可使泵在不运转状态下，也保持端面贴合，保证密封介质不外漏，并防止杂质进入密封端面。密封元件起密封动环与轴的间隙、静环与压盖的间隙的作用，同时弹性元件对泵的振动、冲击起缓冲作用。机械密封在实际运行中是与泵的其它零部件一起组合起来运行的，机械密封的正常运行与它的自身性能、外部条件都有很大的关系。但是我们要首先保证自身的零件性能、辅助密封装置和安装的技术要求，使机械密封发挥它应有的作用。
2.1 机械密封的零件的故障旋转设备在运行当中，密封端面经常会出现磨损、热裂、变形、破损等情况，弹簧用久了也会松弛、断裂和腐蚀。辅助密封圈也会出现裂口、扭曲和变形、破裂等情况。
设备旋转过程中，会使动静环贴合端面粗糙，动静环与密封腔的间隙太小，由于振摆引起碰撞从而引起振动。有时由于密封端面耐腐蚀和耐温性能不良，或是冷却不足或端面在安装时夹有颗粒杂质，也会引起机械密封的振动和发热。
（1）静压试验时泄漏。机械密封在安装时由于不细心，往往会使密封端面被碰伤、变形、损坏，清理不净、夹有颗粒状杂质，或是由于定位螺钉松动、压盖没有压紧，机器、设备精度不够，使密封面没有完全贴合，都会造成介质泄漏。如果是轴套漏，则是轴套密封圈装配时未被压紧或压缩量不够或损坏。（2）周期性或阵发性泄漏。机械密封的转子组件周期性振动、轴向窜动量太大，都会造成泄漏。机械密封的密封面要有一定的比压，这样才能起到密封作用，这就要求机械密封的弹簧要有一定的压缩量，给密封端面一个推力，旋转起来使密封面产生密封所要求的比压。为了保证这一个比压，机械密封要求泵轴不能有太大的窜量，一般要保证在0.25mm以内。但在实际设计当中，由于设计的不合理，往往泵轴产生很大的窜量，对机械密封的使用是非常不利的。（3）机械密封的经常性泄漏。机械密封经常性泄漏的原因有很多方面。第一方面，由于密封端面缺陷引起的经常性泄漏。第二方面，是辅助密封圈引起的经常性泄漏。第三方面，是弹簧缺陷引起的泄漏。其他方面，还包括转子振动引起的泄漏，传动、紧定和止推零件质量不好或松动引起泄漏，机械密封辅助机构引起的泄漏，由于介质的问题引起的经常性泄漏等。（4）机械密封振动偏大。机械密封振动偏大，最终导致失去密封效果。但机械密封振动偏大的原因往往不仅仅是机械密封本身的原因，泵的其它零部件也是产生振动的根源，如泵轴设计不合理、加工的原因、轴承精度不够、联轴器的平行度差、径向力大等原因。
如果机械密封的零件出现故障，就需要更换零件或是提高零件的机械加工精度，提高机械密封本身的加工精度和泵体其他部件的加工精度对机械密封的效果非常有利。为了提高密封效果，对动静环的摩擦面的光洁度和不平度要求较高。动静环的摩擦面的宽度不大，一般在2～7毫米之间。
如果是动静环与密封腔的间隙太小，就要增大密封腔内径或减小转动外径，至少保证0.75mm的间隙。如果是摩擦副配对不当，就要更改动静环材料，使其耐温，耐腐蚀。这样就会减少机械密封的振动和发热。
机械密封的泄漏是由于多种原因引起，我们要具体问题具体处理。为了最大限度的减少泄漏量，安装机械密封时一定要严格按照技术要求进行装配，同时还要注意以下事项。
（1）装配要干净光洁。机械密封的零部件、工器具、润滑油、揩拭材料要十分干净。动静环的密封端面要用柔软的纱布揩拭。（2）修整倒角倒圆。轴、密封端盖等倒角要修整光滑，轴和端盖的有关圆角要砂光擦亮。（3）装配辅助密封圈时，橡胶辅助密封圈不能用汽油、煤油浸泡洗涤，以免胀大变形，过早老化。动静环组装完后，用手按动补偿环，检查是否到位，是否灵活;弹性开口环是否定位可靠。动环安装后，必须保证它在轴上轴向移动灵活。
合理地设计轴向力的平衡装置，消除轴向窜量。为了满足这一要求，对于多级离心泵，设计方案是:平衡盘加轴向止推轴承，由平衡盘平衡轴向力，由轴向止推轴承对泵轴进行轴向限位。
密封腔中密封介质含有颗粒、杂质，必须进行冲洗，否则会因结晶的析出，颗粒、杂质的沉积，使机械密封的弹簧失灵，如果颗粒进入摩擦副，会导致机械密封的迅速破坏。因此机械密封的辅助冲洗系统是非常重要的，它可以有效地保护密封面，起到冷却、润滑、冲走杂物等作用。
机械密封又叫端面密封，它是一种旋转机械的轴封装置，指由至少一对垂直于旋转轴线的的端面在液体压力和补偿机构弹力(或磁力)的作用以及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄漏的装置。它的主要功用将易泄漏的轴向密封改变为较难泄漏的端面密封。它广泛应用于泵、釜、压缩机及其他类似设备的旋转轴的密封。
机械密封通常由动环、静环、压紧元件和密封元件组成。其中动环随泵轴一起旋转，动环和静环紧密贴合组成密封面，以防止介质泄漏。动环靠密封室中液体的压力使其端面压紧在静环端面上，并在两环端面上产生适当的比压和保持一层极薄的液体膜而达到密封的目的。压紧元件产生压力，可使泵在不运转状态下，也保持端面贴合，保证密封介质不外漏，并防止杂质进入密封端面。密封元件起密封动环与轴的间隙、静环与压盖的间隙的作用，同时弹性元件对泵的振动、冲击起缓冲作用。机械密封在实际运行中是与泵的其它零部件一起组合起来运行的，机械密封的正常运行与它的自身性能、外部条件都有很大的关系。但是我们要首先保证自身的零件性能、辅助密封装置和安装的技术要求，使机械密封发挥它应有的作用。
1、 机械密封的零件的故障旋转设备在运行当中，密封端面经常会出现磨损、热裂、变形、破损等情况，弹簧用久了也会松弛、断裂和腐蚀。辅助密封圈也会出现裂口、扭曲和变形、破裂等情况。
2、机械密封振动、发热故障原因 设备旋转过程中，会使动静环贴合端面粗糙，动静环与密封腔的间隙太小，由于振摆引起碰撞从而引起振动。有时由于密封端面耐腐蚀和耐温性能不良，或是冷却不足或端面在安装时夹有颗粒杂质，也会引起机械密封的振动和发热。
（1）静压试验时泄漏。机械密封在安装时由于不细心，往往会使密封端面被碰伤、变形、损坏，清理不净、夹有颗粒状杂质，或是由于定位螺钉松动、压盖没有压紧，机器、设备精度不够，使密封面没有完全贴合，都会造成介质泄漏。如果是轴套漏，则是轴套密封圈装配时未被压紧或压缩量不够或损坏。
（2）周期性或阵发性泄漏。机械密封的转子组件周期性振动、轴向窜动量太大，都会造成泄漏。机械密封的密封面要有一定的比压，这样才能起到密封作用，这就要求机械密封的弹簧要有一定的压缩量，给密封端面一个推力，旋转起来使密封面产生密封所要求的比压。为了保证这一个比压，机械密封要求泵轴不能有太大的窜量，一般要保证在0.25mm以内。但在实际设计当中，由于设计的不合理，往往泵轴产生很大的窜量，对机械密封的使用是非常不利的。
（3）机械密封的经常性泄漏。机械密封经常性泄漏的原因有很多方面。第一方面，由于密封端面缺陷引起的经常性泄漏。第二方面，是辅助密封圈引起的经常性泄漏。第三方面，是弹簧缺陷引起的泄漏。其他方面，还包括转子振动引起的泄漏，传动、紧定和止推零件质量不好或松动引起泄漏，机械密封辅助机构引起的泄漏，由于介质的问题引起的经常性泄漏等。
（4）机械密封振动偏大。机械密封振动偏大，最终导致失去密封效果。但机械密封振动偏大的原因往往不仅仅是机械密封本身的原因，泵的其它零部件也是产生振动的根源，如泵轴设计不合理、加工的原因、轴承精度不够、联轴器的平行度差、径向力大等原因。
如果机械密封的零件出现故障，就需要更换零件或是提高零件的机械加工精度，提高机械密封本身的加工精度和泵体其他部件的加工精度对机械密封的效果非常有利。为了提高密封效果，对动静环的摩擦面的光洁度和不平度要求较高。动静环的摩擦面的宽度不大，一般在2～7毫米之间。
1、机械密封振动、发热的处理 如果是动静环与密封腔的间隙太小，就要增大密封腔内径或减小转动外径，至少保证0.75mm的间隙。如果是摩擦副配对不当，就要更改动静环材料，使其耐温，耐腐蚀。这样就会减少机械密封的振动和发热。
2、机械密封泄漏的处理 机械密封的泄漏是由于多种原因引起，我们要具体问题具体处理。为了最大限度的减少泄漏量，安装机械密封时一定要严格按照技术要求进行装配，同时还要注意以下事项。
（1）装配要干净光洁。机械密封的零部件、工器具、油、揩拭材料要十分干净。动静环的密封端面要用柔软的纱布揩拭。
（2）修整倒角倒圆。轴、密封端盖等倒角要修整光滑，轴和端盖的有关圆角要砂光擦亮。
（3）装配辅助密封圈时，橡胶辅助密封圈不能用汽油、煤油浸泡洗涤，以免胀大变形，过早老化。动静环组装完后，用手按动补偿环，检查是否到位，是否灵活;弹性开口环是否定位可靠。动环安装后，必须保证它在轴上轴向移动灵活。
3、泵轴窜量大的处理 合理地设计轴向力的平衡装置，消除轴向窜量。为了满足这一要求，对于多级离心泵，设计方案是:平衡盘加轴向止推轴承，由平衡盘平衡轴向力，由轴向止推轴承对泵轴进行轴向限位。
自从实施改革开放政策后，我国经济发展速度越来越快，而氧化铝厂数量随之也呈现不断上升的趋势，在一定程度上推动了我国工业的发展速度。过于在氧化铝生产过程中，因为受本身与操作技术等多方面的影响，产生大量浮游物，不仅影响氧化铝回收率，使其呈现降低的趋势，同时还致使蒸发器蒸发效率出现减少的现象，增加氧化铝生产成本，使企业遭受巨大的经济损失。但是随着氧化铝生产非接触式机械密封广泛使用，上述现象已经得到有效的控制，本文作者结合多年的工作经验，以袋滤机喂料泵非接触式机械密封为例，对氧化铝生产输送泵非接触式机械密封性能进行详细的分析，并且以此为基础，进一步探讨达到密封功能的关键内容，为有关工作人员对氧化铝生产非接触式机械密封进行设计时提供参考资料。
本文主要选择袋滤机喂料泵为例子，因此其袋滤机工艺流程主要有5个环节，分别为熟料料浆、一级喂料泵、二级喂料泵、喷枪以及熟料窑。
袋滤机属于过滤机当中可开展深度过滤的一种，并且过滤后固含必须维持在0.018g/1以下。其工作原理为：机内安装过滤机，过滤机上携带呈圆筒型且套上织物过滤布的过滤器。喂料泵对物料产生压力，使其以进料管为通道进入袋滤机，而滤液以滤布为通道进入过滤器，两者在袋滤机收集器中汇集后再被排出，此时，滤饼主要以底流管道为通道将其完全排除。所以，袋滤机的工作周期分别由过滤阶段、蓄能阶段、回流阶段以及排泥阶段构成。
1.1.1.过滤阶段。排泥阀以及回流阀处于关闭状态中，进料阀以及滤液阀被打开，开展开泵进料活动。
1.1.2.蓄能阶段。将滤液阀关闭，直到袋滤机机内压力变化至0.42MPa可打开。
1.1.3.回流阶段。进料阀关闭以及回流阀打开同时进行，此时机内压力变化为0，在过滤器反压差提供的帮助下，滤液对泥进行冲洗活动。
1.1.4.排泥阶段。回流阀关闭，进料阀与排泥阀打开，科学排出滤饼。整个工作周期的时间在12min左右，因为滤布成本大，并且耗费大量材料，所以，袋滤机均科学设置一个辅助滤布再生系统，每天煮一次滤布，每次时间控制大约为6h。
1.2.1.由于物料具有极高的含碱量时，因此需要选择耐碱材料进行机械密封当中的辅助密封。若为骨架油封，应该选择耐碱橡胶或者别的耐碱材料。
1.2.2.停车过程中可以开展密封，但是不允许出现物料以及冷却水外泄的现象。
1.2.3.物料离沸点不远时，应该选择耐温度大于110℃的材料开展机械密封的辅助密封，若密封方式为骨架油封，应该选择耐温较高的材料，比如橡胶。
1.2.5.物料中存在硬度高的氧化铝时，应该尽量将动静环间隙适当扩大，本文先将其设计为 7.5um。
1.2.6.科学设计机封外形直径、轴径以及长度，分别为175mm、85mm以及143mm。
由于袋滤机喂料泵的特点为启动次数多、出口存在周期性变化的压力以及物料过早析出等特点，所以，预防物料过早析出硬度大的氧化铝等是非接触式机械密封设计理念当中重要的内容。
氧化铝泵使用与流体非接触式机械密封相同的技术时，其原则主要在于一方面需要避免工业介质从泵往外泄漏，由此带来环境污染；另一方面还需要尽最大的努力预防冷却水往大气侧以及泵内泄露，进而在最大程度上减少泵运行成本。所以，相关设计人员按照已经形成的研发成果，科学设计出一套新型的液膜非接触式机械密封结构在该设计中，密封装置主要由轴封前端耐碱油封、密封腔内双端面机械密封以及非接触式双端面机械密封等组成。氧化铝泵维持安全运行时，取两端面密封间注入压力为0.2-0.3Mpa的软化水，不仅能够使密封介质不出现泄漏现象，并且不管任何时候均可以避免产生污染现象，取得生产安全、环保以及健康的效果。
在双端面非接触式机械密封端面结构中，其左侧密封结构形式主要使用介质侧密封端面结构形式，而右侧则主要采取人气侧密封端面结构形式。其工作原理在于：两密封间注入已过滤软化水后，压力出现一定的改变；左侧密封运行时刻将少数软化水泵入密封端面间，使其维持在分离的状态中，少数软化水再以密封增压为通道穿透油封抵达泵内，因此对物料性质造不成影响；外侧密封在端面螺旋槽提供的帮助下，将洁净水送到上游侧，不仅可以避免软化水往外泄露，还可以达到端面非接触的效果。换个说法也就是介质侧液膜密封端面结构在端面流体动压槽上游泵送效应提供的帮助下，将冷却液送往高压内径侧，由此避免工艺介质出现泄露现象，取得零泄漏密封的效果。大气侧液膜密封端面主要使用中间开槽式的结构，也就是说在密封内外径侧都安装有密封坝。外径侧密封坝的作用在于促使密封螺旋槽形成流体动压效应，不管可以达到非接触效果，同时还确保不产生泄漏事件，从而有效避免冷却水往外出现泄露状况；内径侧密封坝的作用在于有效预防密封端面存在大量固体颗粒，防止由于磨粒磨损使其零泄漏密封功能得不到充分的发挥。
此外，前置水封不仅能够有效避免溶液流入轴封处，同时还可以对左侧端面密封的流量以及泵送压力形成有效的影响，对两者开展动态调节。氧化铝泵处于正常运行的情况中时，水封以及轴套一方面能够维持非接触的状态，另一方面还可以有效阻止氧化铝泵的径向跳动情况，在很大的程度上增加其使用寿命。
详细对氧化铝生产非接触式机械密封设计理念进行分析可以知道，其和一般接触式机械密封以及传统软填料密封进行对比，由该设计理念设计出来的集装式液膜润换非接触式机械密封装置在技术方面优势更加明显，主要有4个优势，分别为减少摩擦耗能、杜绝泄漏现象、轴封适应能力提高以及预防冷却水进入喂料泵。
2.2.1.减少摩擦耗能，增加企业经济效益。集装式液膜润换非接触式机械密封与接触式机械密封存在很大的差别，其两端面主要处在流体摩擦情况中，因此可在很大程度上降低由于摩擦消耗的能源，影响企业经济效益，使其呈现上升的趋势。
2.2.2.不管何种条件下传送物料时不会出现泄漏现象。当物料介质压力远远大于冷却水压力，又或者是其在冷却水压力以下，更甚者短时间里冷却水出现突然中断的现象，集装式液膜润换非接触式机械密封装置在传送物料时都不会产生物料泄漏的现象，进而从本质上预防因为意外泄漏物料时间，同时还可以达到环保生产的效果。
2.2.3.轴封适应能力有所提高，保持机器的正常运转。将集装式液膜润换非接触式机械密封和一般双端面接触式机械密封进行对比，可以发现在转速改变、压力变化以及泵抽空等情况中，该密封能够允许洁净冷却水压力发生适当的变化。同时在工况情况中还可以确保密封功能不受破坏，由此得出该密封具有很强的适应能力，在很大程度上增加机器的安全性。
2.2.4.预防冷却水进入喂料泵对物料性质造成影响。集装式液膜润换非接触式机械密封装置装处于正常工作情况中时，因为仅仅只有小部分的洁净水以内侧端面密封泵为通道进入到喂料泵中，但是泵入量不管在任何情况下均可以被有效控制，一般在1升/小时以下，因此不会影响传送物料的性质，使其发生变化。
从实际情况来说，因为密封动静环需要承载大量的热与力载荷，端面变形现象是无法避免的，变形情况过于严重时，可造成两端面相互接触。所以，有关设计人员需要详细分析非接触式机械密封变形现象，并且以此为基础，制定有效的应对措施预防出现端面接触现象。
通过计算，可以取得密封环变形的实际情况，通常使用的密封环变形计算方法有三种，分别为有限元法、边界元法以及圆环理论。而圆环理论法中，对简单形状密封环进行计算时，其计算值与试验值对比不存在差异，但是对复杂形状密封环进行计算时，其计算值和试验值存在很大的差异；剩余的有限元法以及边界元法尽管收敛性很高，并且可运用在各种复杂密封环截面形状计算过程中，但是边界元法对边界条件进行处理时，计算非常复杂，所以，一般主要使用有限元法。
有限元法源自美国，并且现阶段被广泛使用在工程技术领域中，具有极强的实用性，是当前使用范围最广的数值模拟方法，因此目前存在大量有限元分析软件，而ANSYS程序软件是使用范围大以及次数多的一个软件。
ANSYS程序软件同样产生于美国，属于大型通用的一种通用软件，随着该软件商品化后，目前已经成为世界各国广泛使用在多种工程设计中的分析软件。
ANSYS程序软件功能非常强大，在进行设计分析的同时还可以开展优化软件，其特点主要有4个，分别为：
3.1.从本质上来说，ANSYS程序属于WINDOWS程序的一种，使用难度不大。
3.2.ANSYS程序构成模块具有极高的灵活性以及可扩展性，所以与各行业工程需求相互适应。
3.3.在开展线性分析的同时还能够开展非线.集多种物理场祸合分析为一体，用户在开展单独研究的同时，还能够对分析的影响进行客观的探讨。
综上所述，在经济快速发展的今天，氧化铝生产在我国工业比例中所占的比例越来越大，而在氧化铝生产过程中采取有效的措施在提高生产效率的同时，还可以降低材料消耗，为企业争取更多经济效益。所以，对氧化铝生产非接触式机械密封设计理念进行详细的分析，并且以此为基础设计合理的氧化铝生产非接触式机械密封，提高氧化铝生产效率，降低能源消耗，为国家的发展做出贡献。
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