用于齿轮组装式离心压缩机滑动轴承的防漏油密封机构

＊闫 锋

（沈阳鼓风机集团齿轮压缩机有限公司 辽宁 110869）

工业生产环节，齿轮组装式离心压缩机用滑动轴承居核心地位，然而，该密封构造具有漏油及污染等问题，轴承性能攸关其运用效能与持久性。针对此问题，必须研发一种高效防漏油密封装置。目前，关于滑动轴承密封结构的研究颇为丰富，尚有制约因素未能避免。因此，本研究重点在于剖析与优化现有密封架构，构建一种创新防油泄漏密封方法，改进轴承密封性能并提升使用寿命。

1.传统密封结构存在的问题

（1）密封性能不佳。在高速运作或高压环境下，传统密封构造容易出现泄漏现象。受限于传统密封设计的理念和材料特性，轴承内部润滑油密封失效，导致润滑油系统无法正常运行。这种润滑油泄漏现象不仅会导致油料损失，能源及材料遭受损耗，轴承运作或呈现不稳定、摩擦加剧、温度升高等情况，轴承的使用寿命和安全运行因此受到影响。受外部环境因素较大影响的常规密封构造。例如，高温或低温环境下，密封件材质性能会发生改变，密封部件硬化、变形或破裂导致密封效果下降。此外，传统密封结构在抵御粉尘、水汽等环境介质渗透能力较弱，轴承内部容易受到异物侵入和污染，因此，轴承运行会受到负面影响。

传统密封结构的研发与制作精度相对较低，因此，产生了局限性，配合间隙不足或间隙过大，密封部件局部磨损或磨损不均衡，也可能导致密封效果减弱。特别是在轴承高速旋转的内部，轴颈与密封件间的密封效果显得尤为关键，传统密封结构难以应对高速运作要求，泄漏问题愈发突出。密封性能上，传统密封架构存在众多弊端，这方面因素对轴承的正常运行与使用寿命具有显著影响，难度与成本攀升，维修愈发棘手。因此，开发一款创新型防漏油封堵设备，提升轴承密封性能并增加使用周期，具有显著的理论价值和实际应用重要性。

（2）易损坏。传统密封构造中采用硬质密封部件，该材料在外部冲击或受力失衡时，极易破损，表现出较高的脆弱性。轴承运行过程中，其自激振动与轴向载荷的变动会导致运行状态发生变化，密封件在受到外力作用下易产生裂纹或破损现象，因此，原有的密封性能已不复存在[1]。这种易损性对轴承运行造成干扰，密封件维护及替换频次增加，致使维护费用增高。装配过程中，传统密封构造易受到破坏。在操作或组装过程中，若有不当操作或用力过度的现象，密封件易变形、开裂或破损，密封性能受限。尤其在密封件与轴颈接触的密封区域，装配力度过大或引发密封件部分压力过高，密封性能下降导致泄漏问题加剧。

传统密封结构受制于制造工艺与材料限制，调控密封件协同间隙颇具挑战，密封件磨损失衡现象较为普遍。轴承在长时间运行中，润滑油效果减弱或密封部件磨损导致性能下降，密封部件局部磨损或磨损不均衡，可能导致密封效能衰减。一旦这类磨损现象发生，轴承的润滑性能便会受到影响，因此，轴承运行及使用寿命受制约。轴承功效及寿命直接受传统密封构造易损性的影响，提高了轴承的维护与修复成本。因此，打造一款新型防漏油密封器具，具有优异的抗损性能和持久寿命特征，轴承性能与可靠性的提升至关重要。

（3）维护困难。传统密封构造由多个密封部件组成，精确协同是密封部件所必需的，且需历经复杂的组装步骤。因此，在维护阶段需拆除轴承的大部分部件，仅在密封件更替或维护完毕后，方可执行后续步骤。这样的维护流程颇为繁琐且耗时较长，此外，也可能引发其他部件受损或丢失，增加了维护的繁琐程度及维护成本。传统密封结构得益于制造工艺及材料限制，而生成密封件寿命较短，需频繁更换[2]。长时间高速摩擦导致密封件磨损老化，原有密封性能已不复存在。鉴于更换密封件所涉及的技术层面较高且需运用专业设备，因此，成本与维护难度逐步增加。

保持传统密封构造需专业人员及专用器具。密封件的更替或修理需接受专业技能培训及安全操作指导，为确保维护流程顺畅及质量达标，务必实施相应措施。然而，受限于专业技能与设备，并非所有运维人员都具备处理密封件维护的素质，这导致相关任务更具挑战性。传统密封结构维护难度较大，从而使轴承维护的效率和质量受到影响，进而提高了维护成本和复杂性。因此，打造一款简便维护的新型防漏油密封装置，关乎其在实际应用中的关键作用。这种新型密封部件需拥有易替换、维修便捷及操作简洁等特点，提升轴承的保养性与稳定性。

（4）使用寿命短。受限于传统密封结构设计与制造技艺，长时间高速运行下，密封件往往无法达标。高速轴承内的密封部件承受较高摩擦和压力，密封部件损耗及老化可能导致安全隐患，因此，原有的密封性能已不复存在。在此类环境下，轴承的润滑效能将降低，摩擦使得温度升高，因此，轴承运行及使用寿命受制约。传统密封结构因外界环境因素影响，密封性能加剧，从而影响密封件使用寿命。例如，高温或低温环境下，密封件材料性能或发生变动，密封件硬化、变形或破裂将导致密封性能受损[3]。此外，传统密封结构在抗粉尘、防水汽等环境介质方面性能不足，密封件易受到异物的影响，密封性能衰减引发密封元件磨损加剧。

传统密封架构损伤后将波及密封元件的使用时长。鉴于密封件之间的精准协同需求，装配流程对技艺与精确度具备较高需求，密封件在操作失误或装配力度过大时，可能导致形状改变、裂缝或破损，因此，密封性能衰减引发密封部件使用期限缩减。传统密封结构寿命较短，轴承的可靠性与运行持久性直接受到影响，提高了轴承的养护及替换成本。因此，打造一款高效防漏油密封器具，优化轴承品质与稳定性为关键所在。

2.齿轮组装式离心压缩机滑动轴承的防漏油密封机构设计

（1）基于柔性材料的密封件设计。基于柔性材料的密封件设计在化工行业中扮演着至关重要的角色，因为化工设备往往需要处理各种腐蚀性、高温高压等极端条件下的介质，而密封件的质量直接影响设备的安全性和效率。在化工行业中，密封件通常需要具备良好的耐腐蚀性、耐高温性、耐压性和耐磨性。因此，柔性材料密封件的设计首先要选择适合化工环境的高性能材料，如氟橡胶（FKM）、聚四氟乙烯（PTFE）等。密封件的设计结构应考虑到密封部位的形状、尺寸和表面特性，以确保密封件与被密封部位完全贴合，形成有效的密封。同时，可以采用多层结构或带有波纹的设计，以增加密封性能和适应性。在化工环境中，密封件常常会受到腐蚀介质的影响，因此设计时可以考虑在密封件表面采用特殊的耐腐蚀涂层或处理工艺，增强其耐腐蚀性能。柔性材料密封件的设计要考虑化工设备所处的工作温度和压力范围，确保密封件在高温高压条件下仍能保持良好的密封性能。

（2）采用双重密封原理。为了提升密封性能及稳定性，双重密封机理的运用赋予其高度实用价值。双重密封技术将静密封与动密封两种方式相结合，旨在深入探索并发挥两者优势，因此，提升密封性能的稳定性和可靠性。静态密封环节采用O 形圈、橡胶垫等密封元件，用于防止润滑油泄漏的封堵轴承外侧环境介质。静态密封件得益于其卓越的弹性和形变性能，轴承在运行中对外部压力与温度变化的适应性较高，保障密封效果的稳定性和可靠性。

动态密封区域配备动态密封部件，如密封唇和密封环等，轴颈密封界面遏制润滑油泄漏。动态密封件确保轴颈密封衔接，构建稳定密封屏障能有效避免轴承运行过程中润滑油的渗漏问题，确保轴承内部润滑油高效流转，为确保轴承运行环境免受外部污染物干扰，必须实施防护措施[4]。双重密封机制充分利用静态与动态密封性能特点，这一举措切实地解决了单一密封手段带来的不足之处，提升了密封性能的稳定性和可靠性。静态密封元件的主要职责是阻止外部介质渗透，动态密封元件的核心职责是防止润滑油渗漏，在协同作用下，轴承的密封性能得到确保。因此，双重密封机理在滑动轴承防泄漏密封构件中具备明显的效能优势及现实意义。

（3）优化密封结构设计。优化密封结构设计对于化工行业至关重要，因为化工设备在处理腐蚀性介质、高温高压条件下工作时，密封件的性能直接影响设备的安全性和运行效率。选择具有优良化学稳定性、耐腐蚀性和耐高温性的材料，如氟橡胶、聚四氟乙烯（PTFE）、聚醚醚酮（PEEK）等。优化材料选择可以提高密封件在化工介质中的耐受性，延长其使用寿命。采用适当的结构设计，如多层结构、波纹密封等，以增加密封件的弹性和适应性，确保密封性能在不同工作条件下都能够稳定可靠。对密封件表面进行特殊处理，如陶瓷涂层、金属化处理等，增强其耐磨性和耐腐蚀性，减少摩擦损耗，提高密封效果和使用寿命。优化设备的密封环境，通过控制温度、压力等参数，减少对密封件的不利影响，延长其使用寿命，并降低维护成本。对优化后的密封结构进行密封性能测试，并建立密封性能监测系统，实时监测密封件的工作状态，及时发现问题并采取措施，确保设备的安全稳定运行。设计时考虑密封件易于安装和更换，采用标准化的密封结构和连接方式，降低更换成本和维护难度，提高设备的可维护性。借助计算机辅助设计（CAD）和有限元分析（FEA）等工具，对密封结构进行仿真和优化，优化设计参数，提高密封件的性能和可靠性。

（4）加强密封件的耐磨性和耐腐蚀性。滑动轴承防漏油密封性能与可靠性的提升，增强密封件抗磨损抗腐蚀效应至关重要。密封件在长期运行过程中，容易受到摩擦与腐蚀因素的干扰，因此，提升密封件的耐磨与抗腐特性，关键在于增强密封性能与延长使用寿命。选用优秀耐磨抗腐蚀材料至关重要。常见材料包括特殊聚合物、氟橡胶及聚四氟乙烯（PTFE）等品种，这些材质拥有优异的抗磨损和抗腐蚀性能，应对严苛环境保持性能优越[5]。因此，在选取密封件材料时，优先考虑性能优异的种类，以确保密封件在长期运行中保持优异的密封效果。运用特殊表面处理技术增强密封部件的耐磨抗腐蚀性能。例如，这些方法（如表面喷涂和化学镀）可适用于此，密封件表层构建稳固防护层，提升抗腐蚀性与硬度，增进密封部件耐用性。

调整密封构造及密封元件形态，关键在于增强密封件的耐磨抗腐性能。改进密封架构策略以增强性能表现，降低密封件与轴颈摩擦损耗，减缓密封件磨损速度；实施恰当的密封件形状优化，减小密封件表面积与外部介质的接触程度以降低密封件的腐蚀速率。此举可有效减轻密封件磨损及腐蚀，提升其耐用性。提高滑动轴承防漏油密封机构效能及稳定性的主要方法之一为加强密封部件的抗磨损与抗腐蚀特性。运用高品质素材及表面处理工艺，及采取合适的密封结构和密封件形状等措施，显著提升密封件抗磨损与抗腐蚀功能，提升密封部件耐用性以保障密封成效持久可靠。

（5）结合润滑系统设计。密封机构设计应与润滑系统密切配合。润滑油供应与润滑系统运行机理为密封构件所密切关注，确保密封件与润滑系统之间的密封效果卓越。例如，能够开发适宜的润滑油导向架构与排油槽方案，在无密封机构限制的环境下，确保润滑油的顺畅流动。轴承运行状况及工作环境是密封设计的关键考量要素。轴承运行速度、负载及温度等指标，改进密封部件的构造与形状，确保密封效果稳定且可靠。

密封机构设计应全面评估外部环境对其产生的影响。例如，在极为严苛的工作环境中，如高温、高压及腐蚀性介质等场合，密封构件需具备卓越的密封性能及抗腐蚀能力，以确保轴承顺畅运转。因此，在研发密封构造时，需全方位考虑外部环境因素影响，执行特定防护措施，提升密封部件的稳定性和可靠性。

3.总结

因此，齿轮组装式离心压缩机滑动轴承防漏油密封设计被视为综合性工程难题，全面考虑材料、结构、润滑系统等多方面因素，实施严谨且高效的规划策略，保障轴承顺畅运转需进行轴承的切实保养与防护。