郜艳玲

（中航工业东安发动机（集团）有限公司）

　　摘　要：通过旋转设备密封结构及密封效果的对比和对磁力密封原理、结构的分析，结合磁力密封的应用状况，介绍其良好的密封效果和对传统密封的改造方案，并指出其良好的推广应用前景。

　　关键词：泄漏；磁力密封；边界润滑；应用

　　0　引言

　　在中航工业东安发动机（集团）有限公司过去生产过程中，由于传统密封技术的固有特点和存在的缺陷，旋转设备回转泄漏一直是一大难题。随着生产规模的日益扩大和对密封要求的逐步提高，这种传统密封技术已很难满足日益苛刻的工作环境、化学作用和动态运行条件的要求，往往导致旋转设备泄漏和早期失效。设备泄漏不但影响设备的正常工作，降低了设备的使用寿命，而且也造成了环境的严重污染。因此，改变传统密封型式，采用先进的密封技术，节约能源，降低污染，提高效率，是中航工业东安发动机（集团）有限公司设计所需研究和解决的课题。以下介绍一种革新式密封技术———磁力密封技术的特点和原理以及该项技术在中航工业东安发动机（集团）有限公司的成功性应用。

　　1　传统旋转密封技术的比较分析

　　传统的旋转密封技术主要有骨架油封、迷宫密封，传统机械密封，根据其自身特点，我们可作有缺点比较分析如下：

　　1.1骨架油封：短期性价比高，但长期运行综合费用很高；使用寿命短（3000h）；泄漏率高；线速度低；磨损轴颈；润滑油易流失或污染。因此，在长期连续性作业的工况下，不宜采用。

　　1.2迷宫密封：较骨架油封先进，性能较好，无接触；密封结构及设备线速度与介质粘度关系较大；轴向漏油情况仍然存在，不能用于需垂直密封的工况条件。长期使用，油品泄漏量仍然较大，对环境污染及油品消耗都较难控制。

　　1.3传统机械密封：密封性好；使用寿命长；不需要经常调整；消耗的磨擦功率少；轴或轴套基本不受损；对旋转轴的振动、偏摆以及轴对密封腔的偏斜不敏感，浮动性好；安全可靠、运转周期长；适用范围广。但是具有一定缺点：结构复杂，装配精度要求高；更换不方便；排除故障不方便；价格昂贵。

　　2　磁力密封的结构特点

　　磁力密封由三部分组成：部分为静密封面，它表面光滑，热稳定性强，环嵌在一个磁性的不锈钢合金接合盖里；第二部分为动密封面，主要材料为耐磨，润滑性良好的碳和石墨，它环嵌在具用磁性元件的合金里，动密封面采用浮动式设计，可在磁力的作用下长期与静环保持紧密贴合而不必人工调整；第三部分为O型圈，其作用是对轴与动环的接合面进行密封，材质为经过特殊处理过的聚四氟橡胶。

　　3　磁力机械密封的原理分析

　　造成泄漏的原因主要有两方面：一是密封面上有间隙；二是密封两侧有压力差。

　　磁力密封所以能成为一种先进的密封结构，Z主要的是因为该密封在设计理念上继承了机械密封的设计原理并简化其结构、完善其功能。磁力密封具有长久的使用寿命的原因主要是在密封端面间维持一个极薄的油膜以避免端面间的干磨擦，综合考虑磨损与泄漏的影响，磁力密封的Z佳端面润滑状态是边界润滑状态。在正常情况下，磁力密封都在边界润滑状态下工作。磨擦副端面处于边界润滑状态工作，相对于干磨擦来说，边界磨擦具有较低的磨擦系数，能有效的减少端面磨损、延长使用寿命，而摩擦副端面形成液体润滑会造成泄漏。建立磁力密封的端面流体润滑是提高使用寿命与解决端面磨擦-磨损矛盾的一个有效方法。磁力密封建立磨擦副端面流体润滑的方法是利用动环与静环之间适当的引力并在摩擦副端面回转的流体动力作用下产生润滑膜，形成流体动压液膜，并且避免形成液体润滑。

　　此外，磁力密封的永磁体使动环和静环结合在一起，根据不同工况，采用不同规格的永磁体，形成适当的引力，使密封端面间形成的压力合力大于密封端面两侧的压力差，从而形成密封端面间良好的密封性能。

　　4　传统油封改进方案

　　传统油封结构如图1所示。根据磁力密封安装要求，对轴承座端盖进行简单改造即可应用。改造后的端盖见图2。其加工尺寸根据动静环的实际尺寸确定，考虑到动环与端盖之间应有较大间隙，静环与端盖应为过盈配合，静环的嵌入深度应大于静环宽度的2/3，图中尺寸D、B分别为静环外径、宽度的实际尺寸，d为动环外径的实际尺寸，Ф为轴的直径实际尺寸。端盖加工后即可进行油封安装。安装步骤：①事先在静环与端盖的接合面均匀涂抹一层密封胶，防止泄漏，将静环装入端盖（具有耐磨材料的一端向内）。②清理主轴手刺、污垢，使表面光滑、清洁；③清理动静环接合表面，使之保持清洁；④把动环从轴端推至适当位置（具有耐磨材料的一端向外），要求推入时保持平直，且不能绕轴转动避免损伤O型圈；⑤装入端盖，保持静环和动环紧密贴合；⑥检查动静环贴合情况，有无杂质及间隙，同时检查其同轴度，是否有较大误差；⑦调整动静环贴合间隙及同轴度；⑧推动端盖及动静环就位并进行固定安装。

　　5　实际使用效果分析

　　在中航工业东安发动机（集团）有限公司生产的某型发动机上现有两种规格各两套磁力端面密封装置，分别应用于附件机匣的飞附输出轴、离心通风器轴、主泵轴和喷口油源泵轴。而原型发动机附件机匣大多采用骨架皮碗油封，寿命短，对轴的磨损十分严重，使用效果不理想。经比较之后，在该型发动机国产化后，在附件机匣上采用了磁力密封，克服了以往因橡胶骨架油封磨损轴、易老化、更换频繁的缺点。该磁力密封占用空间小、结构紧凑，安装简单，运行状况稳定可靠，实现了密封寿命、轴承寿命、润滑寿命、节约了运行成本和维修费用，也改善了生产现场环境。

　　6　结论

　　新型机械密封—磁力密封，继承了机械密封的工作原理，并采用浮动设计，选用了先进的材料，独特的设计结构，占用极少安装空间，密封效果极佳，有效的防止泄漏，减少了能源损失。特别是磁力密封针对于对传统骨架油封和迷宫密封进行的改造，使用效果尤为突出，为中航工业东安发动机（集团）有限公司的节能降耗和确保设备的安全运行提供了可靠保证。
 

 来源：《中小企业管理与科技》2010年第27期