CN101648330A - 极限间隙密封的加工方法 - Google Patents

Abstract

极限间隙密封的加工方法，已有技术中同类产品采用角度等分方式具有密封间隙不均匀的缺点。极限间隙密封的加工方法，将密封件进行线性等分，等分后的密封件进行切割、时效处理，消除残余应力，再进行截断面研磨，然后按分割的顺序重新组合后进行精加工，最后装配即可。本发明作为机械用密封装置的加工方法，用于将传统的角度等分改为线性等分，缩小了密封间隙并使密封间隙处处相等。

Description

极限间隙密封的加工方法

技术领域：

本发明涉及一种机械用密封装置的加工方法，具体涉及一种极限间隙密封的加工方法。

背景技术：

对于大型旋转密封，包括汽、气、油、水等密封，密封间隙不均匀即为缩小密封间隙带来难以克服的困难，又是引起机组振动的一个诱因，也易引起动静碰磨，为机组带来安全隐患。而目前众多的大转轴密封形式中，密封间隙不均匀是普遍存在的问题。密封间隙不均匀即为被密封转轴带来动不平衡影响，尤其在汽轮机组上易对机组振动、轴振起到推波助澜的作用。同时也为提高密封效果带来障碍。

众所周知，大转轴密封装置均为分瓣结构，即密封圈由偶数个扇形块组成。目前采用的密封件普遍加工工艺为：整圆锻造、退火、整圆加工、切割成扇形块、装配。显而易见密封圈由整圈分割成扇形块时，密封圈内部应力要释放必然会引起扇形块曲率变化，变形后的扇形块再重新组合成圆时，不可能恢复到分割前的形状，曲率、圆周都会发生改变，切割后的扇形块在被密封转轴处重新组合成圆时，就产生了密封间隙不等及断面出现间隙等问题：1、密封间隙不相等不仅会导致安装不便，更使间隙大的地方密封效果降低，间隙小的地方又易产生动静碰磨的安全隐患；2、断面出现间隙则直接导致密封效果的下降。另外大转轴密封装置往往工作在高温状态下，温度高的可达450℃，高温工作环境会导致金属变形继续上升，则上述问题将进一步恶化。

现有技术无法控制扇形块变形，高温变形的原因主要是现有的角度等分方式具有如下的缺点：1切割前划线无固定基准，划线不准确；2切割后误差既无法补偿又不易修复；3为保证交货状态符合转轴密封尺寸，切割后不进行高温环境预处理，导致工作后密封件形变。

发明内容：

本发明的目的是提供一种极限间隙密封的加工方法，将传统的角度等分改为线性等分，缩小了密封间隙并使密封间隙处处相等。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

极限间隙密封的加工方法，将密封件进行线性等分，等分后的密封件进行切割、时效处理，消除残余应力，再进行截断面研磨，然后按分割的顺序重新组合后进行精加工，最后装配即可。

所述的极限间隙密封的加工方法，所述的线性等分是将整圈密封件以圆心为基点，按角度分割成偶数个扇形块，每个扇形块的两截断面形成除直角以外的夹角，旋转扇形块其中的一个截断面使与此扇形块的另一个截断面呈平角、直角的关系。

本发明的有益效果：

1.极限间隙密封通过密封件的线性等分克服了由角度等分带来的角度误差不易修复的弊病，实现截面的精加工，热处理形变地修正，从而提高密封件与转轴的符合程度，使密封间隙处处相等。其次是在提高密封件与转轴符合度的基础上缩小密封间隙，提高密封效果。本产品可大大降低密封对被密封转轴的动不平衡影响，同时提高密封效果及密封安全性。

2.本发明的尺寸精度高：成品关键部位如密封面尺寸公差高于IT7级；形位精度高：密封面圆度、对称度、圆柱度、直线度均高于IT8级，截断面重合度/接触面积大于90％；与被密封转轴的符合度小于0.10mm；安装调试后最小间隙率≥80％，实现极限间隙密封；对机组的振动干扰小；密封性能高。

附图说明：

附图1是已有技术中同类产品采用角度等分的结构示意图。图中7为转轴，8为密封件，9为密封间隙。

附图2是用线性分割法分割密封件的结构示意图。

附图3是扇形块截断面研磨的结构示意图。

附图4是对密封件采用中心圆线性等分的结构示意图。

附图5是对密封件采用内周线性等分的结构示意图。

附图6是对密封件采用外周线性等分的结构示意图。

具体实施方式：

实施例1：

极限间隙密封的加工方法，将密封件进行线性等分，所述的线性等分包括内周线性等分、外周线性等分、中心圆线性等分，将等分后的密封件进行切割、时效处理，所述的时效处理是将密封件加热至500-520℃，保持4小时后，随炉冷却至150℃空冷，消除残余应力，再进行截断面研磨，然后按分割的顺序重新组合后进行精加工，最后装配即可。

实施例2：

所述的极限间隙密封的加工方法，所述的线性等分是将整圈密封件以圆心为基点，按角度分割成偶数个扇形块，每个扇形块的两截断面形成除直角以外的夹角，即每个扇形块的两截断面形成非平角、非直角角度关系，旋转其中的一个截断面使与此扇形块的另一个截断面呈平角、直角的关系。

本发明适用于大型转动机械用密封装置，具体是指：汽轮发电机、汽轮机、水轮发电机、水轮机、电动机及各种大型旋转轴密封。

本发明针对密封件密封间隙不均匀的缺点，设计研发了极限间隙密封。该密封首先将密封件等分方式由传统的角度等分如图1改为线性等分如图2。线性等分的定义：将密封件由角度等分形成的扇形块两截面非平角、非直角关系，通过改变截面角度使每块扇形块的两截面呈平角、直角关系。

本发明是基于大转轴密封装置，尤其是在高温环境工作的密封装置，如汽轮机上的汽封、油档，密封间隙不均匀，无法实现等间隙密封及进一步缩小密封间隙，提高密封效果而发明的极限间隙密封技术。

实施例3：

将密封件整圆锻造成型；正火：900-920℃空冷高温回火；580-600℃空冷；粗加工；用线性分割法分割密封件：将密封件如图2所示放于工作台上，用高度尺、卡尺在密封件上一次划线成型，首先将角度等分形成的截断面21与31形成的60度关系通过将截断面21旋转至22处，使22与31形成90度关系，同理使截断面11、42、52分别旋转至12、41、51使密封圈上所有的截断面的关系仅为平角及直角关系，为方便加工不妨使截断面22及41成一直线，12及51成一直线，31及61成一直线。然后进行线切割，线切割的切割间隙≤0.2mm，然后进行时效处理：将密封件加热至500-520℃，保持4小时后，随炉冷却至150℃空冷，消除残余应力，稳定钢材组织和尺寸；截断面研磨：如图3所示首先将扇形块3以22为基准研磨31，使垂直度小于0.1mm，表面光洁度达到1.6即可，完成后再以31为基准研磨22，使垂直度小于0.08mm，表面光洁度达到1.6即可，研磨量不应大于0.2mm，扇形块1、4、6的研磨方法与此相同。

如图4中再将扇形块5以51为基准研磨41，使垂直度小于0.1mm，表面光洁度达到1.6即可，完成后再以41为基准研磨51，使垂直度小于0.08mm，表面光洁度达到1.6即可，研磨量不应大于0.2mm，扇形块2研磨方法同5。

将扇形块按1-6的顺序重新组合后精加工各部尺寸，然后进行装配：用检验用轴检查密封件与检验用轴密封间隙小于0.05mm为合格，量相邻截断面间间隙小于0.05mm为合格。极限间隙密封技术为等间隙密封提供了一种理想的方法，同时也为降低密封间隙提供可能。利用极限间隙密封技术设计加工的密封装置即为极限密封装置。

Claims (2)

1.一种极限间隙密封的加工方法，其特征是：将密封件进行线性等分，等分后的密封件进行切割、时效处理，消除残余应力，再进行截断面研磨，然后按分割的顺序重新组合后进行精加工，最后装配即可。

2.根据权利要求1所述的极限间隙密封的加工方法，其特征是：所述的线性等分是将整圈密封件以圆心为基点，按角度分割成偶数个扇形块，每个扇形块的两截断面形成除直角以外的夹角，旋转扇形块其中的一个截断面使与此扇形块的另一个截断面呈平角、直角的关系。

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