山东锦工有限公司是一家专业生产罗茨鼓风机、罗茨真空泵、回转风机等机械设备公司，位于有“铁匠之乡”之称的山东省章丘市相公镇，近年来，锦工致力于新产品的研发，新产品双油箱罗茨风机、水冷罗茨风机、油驱罗茨风机、低噪音罗茨风机，赢得了市场好评和认可。

罗茨鼓风机为装置的核心设备，一旦罗茨风机停机或产生故障，将直接导致整个装置停车，更严重的将影响上游装置的停车，直接影响装置的生产乃至公司的经济效益。

一、机械密封原理及失效原因分析

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）形成一个微小间隙，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。

机械密封失效主要原因如下：（1）备件质量，元件制造精度不能满足要求，从机械密封来看，圆柱销加工粗糙，不能保证动环在弹簧力的作用下及时补偿变形量，虽然在安装前对其进行了打磨，但是其精度不能保证。（2）设计缺陷，在压缩机机械密封设计过程中，也存在问题，此机械密封为双端面机械密封，外侧的动静环在长周期运行过程中，机组内部不能为其提供充足的润滑，也是导致机械密封损坏的原因。（3）工艺条件，密封圈加工未考虑工艺条件，厂家制造的静密封O型圈在加工过程中未考虑现场实际工况，造成机械密封的泄漏。

二、机械密封拆前的准备工作

机械密封拆前需做如下准备：（1）检查机械密封的型号、规格是否符合设计图纸的要求，所有零件（特别是密封面、辅助密封圈）有无损坏、变形及裂纹等现象，若有缺陷，必须更换或修复；（2）检查机械密封各零件的配合尺寸、粗糙度和平行度是否符合设计要求；（3）使用小弹簧机械密封时，应检查小弹簧的长短和刚性是否相同；（4）检查主机的窜动量、摆动量和挠度是否符合技术要求，密封腔是否符合安装尺寸，密封端盖与轴是否垂直（一般要求为：轴窜动量不大于±0.5ram、旋转环密封圈处的轴摆动量不大于0.06mm、轴挠度不大于0.05mm、密封端盖与垫片接触平面对中心线的不垂直度允许差为0.03―0.05mm ；（5）应保持清洁，特别是旋转环、静止环密封面和辅助密封圈表面应无杂质，勿用不清洁的布擦拭密封面；（6）不允许用工具敲打密封元件，以防密封件被损坏。

三、机械密封的拆装

机械密封拆除步骤为：（1）在拆前，应对机械密封进行打压试验（试验压力1kg），确认是否泄漏，记录泄漏的数据，确认更换的数量；（2）从机架上拆下机械密封的专用支架安装在机械密封上；（3）拆除固定螺钉；（4）均匀顶出机械密封，做好安装位置记号。

机械密封安装步骤为：（1）确认转子-Di-片成“丁”字状态；（2）清洗机械密封表面、更换密封圈，辅助密封上涂上稀油；（3）用记号笔引出轴颈上键槽位置；（4）专用支架安装在机械密封上，动密封上不上螺钉； （5）转动动密封，使动密封上键槽与轴颈上键槽位置相对应；（6）对角安装导向螺栓（专用螺栓）；（7）螺母均匀带进；（8） 打入连接键；（9）安装机械密封固定螺钉，螺钉涂中等强度厌氧胶；（10）拆卸专用支架。

四、机械密封的检查

总体检查的内容包括以下几方面：（1）密封端面。在拆卸的情况下，应避免对密封端面进行不必要的清洗或冲洗，对密封面直观检查。（2）尺寸检查。做必要的标记和测量，以便确定密封工作长度、密封端面对轴线的垂直度、密封端面对轴线的同轴度、轴向窜量、轴的径向跳动、晃动及挠度。（3）可能的泄漏途径。对零件表面进行检查，找出全部可能产生异常泄漏的原因。（4）沉积物及碎片。清洗前应检查外来的杂物污物、磨损颗粒、破损元件产生的碎渣以及腐蚀产物等。（5）密封浮动性。沿长度方向在上部和下部轻轻掀动密封，检查是否可以浮动。（6） 密封部件的清洗。清洗时应避免清除任何有助于对密封失效机理进行分析的重要证据（特别是密封端面），避免使用硬刷子、尖硬工具、有研磨料的清洗剂或强力溶剂（它们有可能损坏弹性元件）。

机械密封早期失效检查内容包括以下几方面：（1）端面密封。检查咬伤、擦痕及裂纹（使用低倍数放大镜）；检查端面的接触状况，包括外来物卡在端面之间、一个或两个端面变形以及端面抛光不良；检查热疲劳，包括干摩擦状态下运行情况、热裂/热裂纹、点蚀、开槽、撕脱、脱皮以及疱疤等。（2）辅助密封。检查咬伤、擦痕、硬切伤及撕裂等；静密封是否扭曲、挤压或畸变；辅助密封与配合面之间由于旋转运动而引起的擦伤痕迹、过量的体积变化或压缩屈服变形以及与辅助密封接触的密封件表面的磨损。（3）传动机构。检查装配是否正确、有无错误的标定和遗漏件；检查与辅助密封相关的，有时还作为传动件的辅助密封件的损坏。（4）端面加载附件。检查型号是否正确、装配是否正确、有无错误的标定和遗漏件。

五、机械密封装配不良时的弊端及失效解决措施

机械密封装配不良时存在着以下弊端：（1）弹簧压力太大。使得压缩机出现功率上升、过热、冒烟、发声、不正常泄露、大量析出磨损生成物及不正常振动的现象，导致转机构与传动机构打滑、开裂、早期磨损、烧结、刮伤或破坏。（2）弹簧压力太小。出现泄漏，导致无变化动环不能动作。（3）旋转部分和静止部分接触。使得压缩机出现过热、泄漏和发声的状况，导致密封破坏。（4）装配倾斜。出现泄漏，导致密封圈、轴和传动部分磨损。（5）螺钉拧得不当。出现泄漏，导致密封圈和轴磨损。

机械密封失效解决措施：（1）从设备本身讲，首先，对原厂采购的机械密封备件严格把关，将上述不足之处反馈给机械密封制造厂家，以便对其进行改进；其次，对设备进行改进，从供油总管上向外侧动静环腔内加引油管，连续向动静环摩擦副供油，给摩擦副提供冲洗、冷却和润滑的条件，并且将轴承座的回油孔减小，保证密封腔内有一定的压力。此外，厂家在加工过程中必须按照现场实际工况加工备件；（2）从工艺操作方面讲，在启动前按照启动步骤对设备进行盘车，设备运行过程中，尽量减小生产的波动，设备振动越小对机械密封长周期运行越有利；（3）从现场安装方面讲，首先检查机械密封各组件是否齐全；其次，密封表面粗糙度达到设计要求；第三，保证轴套表面光滑；第四，保证机械密封的压缩量；后每次尽量更换静密封圈

结束语

由于罗茨鼓风机机械密封结构复杂、拆装不便，机械密封装配就显得尤为重要。锦工JGR罗茨风机在投用的过程中多次出现机械密封损坏和漏油问题，主要原因是入口过滤器堵塞，使得压差增大，设备产生振动，终导致机械密封损坏。除了通过强化过滤装置，机械密封的装配是否良好也是影响密封使用的一个重要因素。