摘　要：分析了EGT240NS膨胀机变速器骨架油封漏油原因，介绍了一种新型油封———磁力机械油封的应用。
　　关键词：骨架油封；磁力机械油封；改进
　　武钢氧气有限责任公司A、B台1万m³制氧机组EGT240NS型膨胀机于1973年从LINDE公司进口，于1974年安装运行，在2002年4月前，其变速器与发电机联轴器侧油封每连续运行1～2个月后便发生漏油现象，必须停机检修油封，给生产造成了较大的影响，为此，对变速器接手侧的油封进行了改进。
　　1　机组油封漏油原因分析
　　变速器联轴器侧原油密封结构如图1所示。
　　由图1可以看出，联轴器侧油密封是通过骨架油封来实现的，该骨架油封型号为CFW-1100mm×125mm×12mm，为原装进口备件，其结构如图2所示。 　　这种骨架油封外缘带有一层橡胶波纹以加强外圈密封，内有金属圈作为支撑骨架，可以避免在装配及使用过程中发生变形，同时，外缘橡胶波纹能很好地阻止润滑油经由外缘与端盖接触面之间渗漏。内圈通过金属弹簧将密封橡胶面尖端与转轴抱紧，从而达到阻止润滑油轴向泄漏的目的。
　　1.1油封内圈磨损
　　油封内圈为“V”型，通过其背面的弹簧圈使其与转轴抱紧。通常情况下，内圈带有一定尺寸的过盈量。膨胀机刚启动时，变速器转轴与油封内圈间处于一种干摩擦状态，此时的摩擦力Z大，对油封内圈的磨损Z严重。在每次开车启动或停机静置一段时间后启动运行过程中，均会产生干摩擦。在运行过程中，随着时间、温度以及环境的影响，存在着磨损以及油封橡胶老化现象。特别应该指出的是，在设备静置一段时间后，由于弹簧圈的强制抱紧作用，会使油封的橡胶密封内圈与金属转轴间发生粘连现象，导致在开启或运行过程中发生橡胶部分脱落的现象，导致密封失效。此外，尽管设备装备了润滑油过滤器对润滑油进行了过滤，但是，过滤器均有一定的过滤效率，因此，在润滑油中不可避免地存在着细微的硬质颗粒，它会加快油封的橡胶密封面的磨损。当磨损达到一定程度，就会使密封间隙变大，导致密封失效，从而产生漏油。
　　1.2转轴表面的光洁度及伤痕对骨架油封的密封效果的影响
　　骨架油封与转轴间在运行时始终处于摩擦状态，并且受骨架油封预紧弹簧的作用，始终在径向上给予转轴预紧力，随着摩擦时间的不断增加，会在转轴上形成小沟槽，当小沟槽形成后，一方面加剧了油封的磨损，另一方面，会使骨架油封的过盈量变小或消失，弹簧的预紧作用失效，导致密封间隙变大，从而发生渗漏现象。
　　这种情况目前已经在该机组上体现出来了，在检查过程中发现，在转轴上骨架油封的密封处已经出现了沟槽，当时采取在骨架油封侧面添加垫圈以避开转轴上的沟槽的方法加以处理。然而，经过一段时间后，转轴上骨架油封处新的沟槽又出现了。由此看来，使用骨架油封时，这种在转轴上骨架油封处出现沟槽的现象是不可避免的。为此，有必要改变密封方式。
　　2　改进方案
　　根据以上分析，鉴于对设备该处使用骨架油封进行密封效果已经不好，短期内发生泄漏现象是不可避免的，因此，选用磁力机械油封来进行了改进。
　　2.1磁力机械油封简介
　　图3所示为磁力机械油封示意图。 　　由图3可知，磁力机械油封是由动环和静环组成，动环安装在转轴上，连同转轴一同旋转，在动环与转轴之间，由O形圈进行密封；静环装在压盖内，其内圈与转轴间留有间隙，因此不会接触，外圈位于压盖内，用703等密封胶防止润滑油泄漏；在动环和静环相互间的接触面上是石墨环，石墨环由金属骨架支撑，静环与动环的接触面光滑，在静环的金属支撑架外圈，周向均匀分布着小磁铁，小磁铁嵌入静环的金属支撑架外圈金属内，其数量根据设计在密封面上所需的密封压力而定。通过静环上的小磁铁吸引动环金属支撑圈，在动环与静环的接触面上产生压力，使动环的石墨面与光滑的静环接触面紧密接触，这样就实现了在静止或运动状态下润滑油在动环及静环间的密封。
　　2.2磁力机械油封优点
　　同骨架油封及普通机械密封相比，磁力机械油封有以下优点：
　　（1）采用了石墨作密封材料，由于石墨材料具有自润滑性能以及良好的导热能力，即使是在干摩擦状态下，这种密封的抗磨性能也较好，因而其使用寿命较长。
　　（2）动环与转轴一同旋转，相互间无相对运动，因此对转轴不会有伤害。
　　（3）因为不带有普通机械密封所必需的弹簧预紧装置，因此比普通机械密封轻便。
　　（4）磁力机械油封预紧力由小磁铁产生，并且小磁铁均匀分布于静环上，因此在密封面上的受力均匀，不会发生“磨偏”现象。
　　（5）磁力机械油封预紧压力及密封性能不受转轴转速的影响，普通机械密封在高速旋转时，其预紧装置弹簧由于离心力作用会发生变形，从而影响到密封性能。
　　（6）由于其体积小，重量轻，结构均匀对称，易于安装和更换，不会影响转轴的动平衡。
　　2.3安装情况及注意事项
　　首先拆除原骨架油封及其压盖，根据机组转轴尺寸及转速，选择好磁力机械油封，同时重新制作密封压盖。先将转轴表面清理干净，在其表面涂上一层润滑油（或脂），装上动环，先不要推到位，将静环外圈涂上703密封胶装入密封压盖中，压盖与机体间加上密封垫片。将压盖连同静环轻轻沿转轴前推，在动环与静环结合在一起后，再将压盖推到位并固定。必须注意，压盖与转轴间四周必须有足够的间隙，否则会发生摩擦。
　　3　结语
　　通过2002年4月14日改进后运行至今，未发现漏油现象，说明改进是成功的。磁力机械密封的使用寿命可达2年以上，获得的经济效益显著。