典型密封零件的组装工艺分析

房 妤

机器密封的组装在机器制造过程中也属于最后一个环节，它包括密封件的装配、间隙调整、密封检验和附着力试验等工作过程。组装过程使密封件、连接件、定位件之间获得一定的相互位置关系，所以，机器密封的组装也需要进行工艺设计。

在组装过程中应对所有零部件进行测量、清洗、联接、校正、调整和装配。装配过程中，对波纹管的各个零部件的尺寸测量和检测要严格按设计的理论公差检验把关。然而，金属波纹管的特殊工作性质决定了它不仅拥有生产的特殊工业性，而且具有特殊的装配工业，从而达到金属波纹管的最佳工作性能，实现效益最大化。

1 装配之前的准备

正确的安装密封件，可以保证机械稳定的运行、延长使用寿命等，因此，密封件的安装显得尤为重要。安装之前要认真检查所需的装配密封零件是否齐备，每个元件是否完整无损，动、静环有无擦伤、砂眼、裂纹和变形等缺陷。如果发现元件有问题，需进行及时修复或更换上完好的元件。

2 安装工艺要求

一是机械密封的检修。机械密封是较高精度的机械部件，其精度要求决定了机械密封内部不能有任何杂质。在组装机械密封前，要彻底清扫动环、静环、轴套、密封圈、冷却装置和压紧弹簧等部件，保证零部件要干净光洁。机械密封的零件、工具器、润滑油(脂)、动静环的密封端面要用专门的柔软抹布擦拭。密封件结构中的倒角、倒圆、轴套、密封端盖等端角边都要砂光擦亮。安装过程中，要在动环和静环、辅助密封圈和端盖上擦拭润滑油，减小摩擦阻力，以免损坏静环的密封端面及辅助密封圈。

二是装配辅助密封圈。机械密封中常用的辅助密封圈有O形、X形、U型、楔形等型号。由于橡胶类的制品容易被腐蚀，所以密封圈不能用汽油、煤油等油类浸泡洗涤，以免变形膨胀，降低使用寿命。O形密封圈安装在静环组件或动环组件上时，要使毛边处于自由状态时的横断面上，保证其应力方向理顺不扭曲变形。橡胶圈的失效通常与使用方式有关，而高温高压是使压制成型的O型圈失效的一个主要原因，当发现O型变成矩形或环变硬时，就需要调整压缩量，否则会过热。所以，有必要了解每种合成橡胶的使用温度。组件在工作推进时，要防止O形密封圈因磨损造成泄漏。密封圈的主要损伤形式有掉渣、裂纹、碰伤、卷刺、扭曲、塑化、老化。

三是按技术要求调整。不同的装配要求对密封件的压缩量的要求也是不同的。安装时，首先按技术要求调整机封的压缩量，压缩值可以在相关标准中查找。如果压缩量过小，则动环与密封环端面比压不足，密封效果差；如果压缩量过大，则增加了端面比压，将加剧端面的磨损，密封效果也不好。

3 集装式机械密封装配

一是密封圈装入非补偿环内。紧定螺钉旋入拉紧环，螺钉不得冒出拉紧环内径。用弹簧垫圈、联接螺钉将非补偿环与拉紧环组成组件。执行此操作时，要注意保护摩擦副表面。动环安装后必须保证环身可以自由灵活转动，将动环弹簧压按后能够自动复位。安装过程中必须用专用工具进行敲打，以防损坏密封元件，如图1所示。

图1 非补偿环与拉紧环组成组件

二是密封圈装入压盖中，金属波纹管组件放入压盖内。密封圈装入压盖的过程比较复杂，首先将静环密封圈套在静环背部，再将其整体装入密封端盖内。检查与轴套、压盖相接触的金属件表面是否完好无损，确保表面没有明显的创伤和划痕。保证静环端面与静环中心垂直度误差在一定公差范围内，且将静环背部的防转槽对正防转销，如图2所示。

翻转密封，用弹簧垫圈、联接螺钉将金属波纹管组件与压盖相连，对角均匀拧紧到位。执行此操作时，要注意保护摩擦副表面。旋转式机械密封是指将补偿环与轴组装在一起并同步旋转的机械密封形式。

安装时密封件应轻拿轻放，防止碰伤擦伤，影响元件的密封性。安装前应将密封件及腔体用专用液洗净擦干。拧紧密封压盖时紧固螺栓应对称均匀用力，且按照交叉的方向依次顺序旋紧，防止受力不均导致应力集中或损坏机械密封。对于快装式机械密封形式，在整体组装完毕后务必将定位片径向移动到距离轴较远的位置。因为不同的机械密封形式所需要密封的介质是不同的，各腔室内的压力也是不同的，机械密封的组装工艺与检修工艺也会略有不同，如图3所示。

图3 金属波纹管组件与压盖相连

图2 金属波纹管组件放入内压盖

三是将压盖密封圈装入压盖槽，将金属波纹管组件套入轴套。经过清洗、整理、检查、校核后的机械密封即可回装，在此过程中，特别要注意以下几点。

组装时所有密封圈应该先进行足够的润滑，这样可以避免组装过程中工件之间的硬摩擦损坏密封胶圈。浮动环组装时，千万不能触碰浮动环弹簧，以免影响浮动环的浮动性能。浮动环组装后，可以进行简单测试，轻轻触动浮动环，观察其浮动性能。

在拆卸机械密封时，严禁使用手锤和扁铲等具有一定硬度的工具，以免损伤密封元件。如果在零部件的两端都有机械密封时，拆卸它的过程就必须小心谨慎，防止两端同时拆卸时首尾不能照应。对已经度过磨合期的机械密封，如果压盖松动时密封面也随之发生移动，则说明动静环已经失效，应立即更换动静环零件。因为在压盖松动后，摩擦副原来的运转轨迹会发生改变，密封件接触面的光洁度就很容易遭到破坏，从而导致密封件磨损，即便调整也修复不了，所以必须更换。

如果密封元件被污垢或凝聚物粘结，应清除凝结物后再进行机械密封的拆卸，如图4所示。

图4 金属波纹管组件套入轴套

机械密封通常有内装式密封和外装式密封两种，外装式机械密封是指安装在密封腔外的机械密封形式。由于内装式机械密封形式有比较好的受力环境，比压随介质压力的增加而增大，内装式机械密封的泄漏方向与部件运动时离心力的方向相反，因此一般需要密封时多数都选用内装式机械密封。当液体润滑介质带有极强的腐蚀性时，通常考虑选用外装式的机械密封。清洁摩擦副端面，将非补偿环组件装入轴套，摩擦副面缓慢接触，避免冲击。

4 送质检

将组装好的产品用专用运输工具运送至下一工序，公司质检部专业人员进行质量检验。

第一，机械密封件在运转中经常发生的泄漏现象。运转中的泄漏现象时有发生，而产生这种泄漏的原因是多方面的。常见的是由于动静环接触面变形引起的液体泄漏。当端面比压过大时，摩擦产生的过热容易引起动静环弯曲变形。此时，应立即检查动静环端面是否过热变形，若有热变形则需立即更换，若没有热变形，说明非此原因，可能是装配精度不够造成的，则可按照标准的规范程序进行重新装配。

第二，机械密封件在运转中经常发生的质量分析。除发生泄漏外，如果辅助密封件选材不当，也容易导致元件熔胀而失去弹性，此时应更换相匹配的机械密封件。如果动静环密封面对轴套轴线的垂直度误差过大，也容易造成元件过度磨损，此时应检查轴的绕度是否超标，如果超标则立即进行修复或更换。如果动静环与圆套件不能及时补偿磨损的位移，应及时清理污垢。

通过实验探究，让金属波纹管密封的装配精度得到了更精确的保障，从而使金属波纹管密封的寿命得以最大化，使其各部机械的工作效率值得到有效保障。

实践证明，获得最佳的金属波纹管密封装配工业是其寿命的最更本保障，也是企业效益最大化的保证，更是社会工业化发展道路的明星，它将指引我们走向更先进的现代化工业发达国家。

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