劉東
（河北鋼鐵集團(tuán)宣鋼公司型棒廠）
摘 要：針對(duì)宣鋼75萬噸棒材生產(chǎn)線14#、16#、18#架可平立轉(zhuǎn)換的軋機(jī)減速機(jī)輸入軸密封及傘齒箱輸出軸密封易發(fā)生磨損，導(dǎo)致潤(rùn)滑油泄漏問題，通過對(duì)軋機(jī)減速機(jī)輸入軸端設(shè)計(jì)安裝密封隔環(huán)，將離合器內(nèi)齒套同骨架油封徹底隔開，解決了減速機(jī)輸入軸潤(rùn)滑油泄漏問題；將傘齒箱輸出軸密封裝置中的一套骨架油封設(shè)計(jì)成兩套，并在兩套骨架密封之間設(shè)計(jì)加裝帶止口的隔環(huán)，有效地保護(hù)油封內(nèi) 唇邊，使其不易磨損，解決了傘齒箱輸出軸潤(rùn)滑油泄漏問題，保證了正常生產(chǎn)，降低了成本，改善了現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境。
1、引言
機(jī)械設(shè)備離不開密封。機(jī)械裝置聯(lián)接處及運(yùn)動(dòng)件與不動(dòng)件之問有間隙，為了阻止機(jī)械零件中的液體、氣體工作介質(zhì)以及潤(rùn)滑油泄漏，防止外部灰塵、水、氣體以及其他介質(zhì)進(jìn)入潤(rùn)滑部位，必須設(shè)置密封裝置）。密封裝置不僅能節(jié)約潤(rùn)滑劑，保證機(jī)械正常工作，提高機(jī)械壽命，同時(shí)對(duì)防止污染、改善現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、提高生產(chǎn)水平、降低成本、減少勞動(dòng)強(qiáng)度等有很大作用。
2、問題的提出
宣鋼75萬噸／年棒材生產(chǎn)線共有18架軋機(jī)，全部呈平一立交替布置，分為粗、中、精軋三個(gè)機(jī)組，每個(gè)機(jī)組由6架軋機(jī)組成，其中精軋機(jī)組中14#、16#、18#三架可以平立轉(zhuǎn)換．以滿足小規(guī)格熱軋帶肋鋼筋的切分軋制。
可平立轉(zhuǎn)換的軋機(jī)減速機(jī)及相關(guān)部件連接示意圖如圖1，減速機(jī)、傘齒箱懸空安裝在旋轉(zhuǎn)機(jī)架上能進(jìn)行90°旋轉(zhuǎn)。減速機(jī)兩端均有輸入軸，當(dāng)軋機(jī)作為立式軋機(jī)使用時(shí)，用一端帶傘齒箱的輸入軸；作為平式軋機(jī)使用時(shí)傘齒箱甩掉不用．即減速機(jī)旋轉(zhuǎn)到水平位置，減速機(jī)的另一側(cè)輸入軸與離合器相連(如圖1弧線所示)。
可平立轉(zhuǎn)換的軋機(jī)減速機(jī)作為平式軋機(jī)使用時(shí)．其輸入軸端的密封裝置為減速機(jī)輸入端壓蓋內(nèi)鑲嵌骨架密封圈．該密封裝置同安裝在輸入軸上的離合器內(nèi)齒套后部外圈相配合，起到密封箱體的作用(如圖2)。在運(yùn)行過程中，骨架密封內(nèi)唇邊容易磨損造成潤(rùn)滑油泄漏嘲；軋機(jī)減速機(jī)平式使用時(shí)內(nèi)部油壓較高，壓力油容易從軸頭處泄漏；另外，由于離合器內(nèi)齒套為定期磨損更換件，每次更換需在熱拆熱裝中進(jìn)行，骨架密封受熱變形，使用周期和效果大大降低。
軋機(jī)作為立式軋機(jī)使用時(shí)，傘齒箱輸出密封容易損壞，造成潤(rùn)滑油泄漏。而傘齒箱輸出軸側(cè)同減速機(jī)用長(zhǎng)筒式聯(lián)軸器相連(如圖1)，處理更換密封需要拆裝聯(lián)軸器及軋機(jī)減速機(jī)，處理程序繁瑣，處理時(shí)間較長(zhǎng)。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，每年需更換軋機(jī)減速機(jī)離合器內(nèi)齒套12件，更換傘齒箱長(zhǎng)軸內(nèi)齒套10件，泄漏潤(rùn)滑油30多桶，影響生產(chǎn)作業(yè)時(shí)間20多個(gè)小時(shí)，不但影響生產(chǎn)、增加成本，而且還污染環(huán)境。
3、問題的分析與解決
3.1 軋機(jī)減速機(jī)平式使用時(shí)輸入軸密封裝置的改進(jìn)
通過分析減速機(jī)輸入密封裝置的結(jié)構(gòu)并觀察其運(yùn)行狀況，總結(jié)出骨架密封內(nèi)唇邊容易磨損的主要原因是由于離合器內(nèi)齒套在運(yùn)行過程中出現(xiàn)振動(dòng)導(dǎo)致的。為了從根本上解決內(nèi)齒套振動(dòng)對(duì)油封內(nèi)唇邊造成的磨損，同時(shí)也為了消除熱拆熱裝內(nèi)齒套時(shí)，由于高溫造成骨架油封變形、使用壽命縮短、密封效果降低的問題，從離合器的內(nèi)齒套人手，把骨架油封同內(nèi)齒套分離，使二者不發(fā)生接觸。具體方案如下：
設(shè)計(jì)一種密封隔環(huán)(如圖3所示)，密封隔環(huán)的內(nèi)外徑同離合器內(nèi)齒套的內(nèi)外徑相同，長(zhǎng)度比箱體內(nèi)軸承定位套的長(zhǎng)度長(zhǎng)mm，把內(nèi)齒套后部通過機(jī)加工縮短45mm，重新裝配減速機(jī)輸入軸密封裝置后(即去掉軸承定位套，把密封隔環(huán)裝在輸出軸上)，再將密封裝置和內(nèi)齒套裝配到位；另外，在密封隔環(huán)的內(nèi)徑開一條凹槽，安裝一個(gè)0形圈，對(duì)輸出軸內(nèi)側(cè)進(jìn)行密封。改進(jìn)后的減速機(jī)輸入密封裝置示意圖如圖4所示。
另外，在安裝0形圈時(shí)，不要將其拉到永久變形的程度，也不要邊滾動(dòng)邊套裝，否則可能因形成扭曲狀而漏油。
3.2軋機(jī)減速機(jī)立式使用時(shí)傘齒箱輸出軸密封裝置的改進(jìn)
傘齒箱輸出軸軸承壓蓋密封裝置的密封形式為輸出軸軸承壓蓋內(nèi)鑲嵌骨架密封圈。骨架密封與 輸出軸套配合，起到密封箱體，防止?jié)櫥蛷妮敵鲚S壓蓋處泄漏(如圖5)。由于軋機(jī)作為立式使用時(shí)，傘齒箱安裝位置為懸空安裝在旋轉(zhuǎn)機(jī)架上，其進(jìn)油和回油同減速機(jī)箱體共用一趟油管，傘齒箱位于減速機(jī)箱體的下方 (減速機(jī)也懸空安裝在旋轉(zhuǎn)機(jī)架上)，垂直落差較大，造成傘齒箱箱體內(nèi)的負(fù)壓過大，對(duì)輸出軸軸承壓蓋內(nèi)鑲嵌的骨架密封圈產(chǎn)生一定的油壓，原有的一套密封根本不能長(zhǎng)時(shí)間承受箱體內(nèi)的油壓，隨著軸的高速運(yùn)轉(zhuǎn)，骨架油封的內(nèi)唇邊發(fā)生磨損，潤(rùn)滑油泄漏嚴(yán)重舊。
另外，傘齒箱的輸出軸密封裝置的密封機(jī)理為：軸承壓蓋內(nèi)側(cè)裝配好骨架油封后，再將軸承壓蓋安裝到輸出軸上(如圖5)。由于骨架油封的唇邊跟軸直接接觸，完全承受從軸內(nèi)側(cè)(也就是來自箱體內(nèi)部)的油壓沖擊,唇邊極易發(fā)生外翻，造成密封磨損損壞，潤(rùn)滑油泄漏。
為此，將傘齒箱輸出軸密封裝置中原來的一套骨架油封密封設(shè)計(jì)成兩套，并在兩套骨架密封之間設(shè)計(jì)加裝帶止口的隔環(huán)以保護(hù)油封內(nèi)唇邊使其不易磨損。具體方案如下：
(1)重新設(shè)計(jì)輸出軸端蓋壓蓋，將輸出軸軸承壓蓋加厚．厚度為能夠安裝兩套骨架密封圈和一個(gè)止口隔環(huán)的厚度；
(2)設(shè)計(jì)內(nèi)側(cè)帶止口的隔環(huán)，止口隔環(huán)的直徑與骨架密封唇邊環(huán)的直徑相同(如圖6所示)；
(3)根據(jù)輸出軸軸承壓蓋設(shè)計(jì)、加工密封槽尺寸(兩套骨架密封的裝配方向均與改造前的方向相同)， 即在重新設(shè)計(jì)的輸出軸軸承壓蓋上車出可安裝兩套原型號(hào)骨架密封以及帶止口隔環(huán)的密封槽；
(4)將輸出軸軸端安裝的聯(lián)軸器外齒套后端部車去一部分，車去長(zhǎng)度為骨架密封厚度和帶止口隔環(huán)的厚度之和；
(5)將軸承壓蓋的密封槽由內(nèi)側(cè)安裝油封改為外側(cè)安裝。
安裝時(shí)，將止口隔環(huán)裝在兩套骨架密封的中間，止口隔環(huán)帶止口側(cè)正好貼近里側(cè)骨架密封唇邊環(huán)，防止骨架密封唇邊受到傘齒箱內(nèi)部油壓造成唇邊外翻，很好地起到保護(hù)里側(cè)密封的作用。外側(cè)骨架油封用油封外側(cè)壓蓋壓住，起到保護(hù)外側(cè)密封作用，改進(jìn)后傘齒箱輸出密封裝置示意圖見圖7。
4、應(yīng)用效果
通過對(duì)減速機(jī)輸入軸端加裝設(shè)計(jì)的內(nèi)帶0形圈的 密封隔環(huán)，將離合器內(nèi)齒套同減速機(jī)輸入軸密封裝置中的骨架油封徹底隔開，避免了內(nèi)齒套產(chǎn)出振動(dòng)對(duì)油封內(nèi)唇邊的磨損，延長(zhǎng)了骨架油封的使用壽命，從根本上解決了減速機(jī)輸出軸潤(rùn)滑油泄漏問題，在減速機(jī)的正常運(yùn)行周期內(nèi)，未發(fā)生由于輸入端密封裝置損壞而 被迫長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)更換密封的故障，平立轉(zhuǎn)換機(jī)組油品損耗明顯減少。
將傘齒箱輸出軸密封裝置設(shè)計(jì)成兩套密封，實(shí)現(xiàn)了雙保險(xiǎn)；在兩套骨架密封之問設(shè)計(jì)加裝的帶止口的隔環(huán)有效地保護(hù)油封內(nèi)唇邊，使其不易磨損，杜絕了傘齒箱潤(rùn)滑油泄漏現(xiàn)象，油品消耗降低；在軸承壓蓋的外側(cè)設(shè)置的可拆油封壓蓋，更換骨架密封圈時(shí)無需拆卸軸承壓蓋，大大提高了工作效率。
總之，通過對(duì)上述密封裝置的改進(jìn)，不但保證了生產(chǎn)正常進(jìn)行，降低了成本，而且還改善了現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，提高了工作效率。
5、結(jié)束語
機(jī)械密封裝置的密封效果，不但與密封裝置自身的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)有關(guān)，還與密封裝置周圍的各種因素有關(guān)，因此在機(jī)械設(shè)備密封裝置的設(shè)計(jì)中要充分考慮設(shè)備的其他零部件及現(xiàn)場(chǎng)其他設(shè)備對(duì)密封裝置使用效果的影響，并采取措施提高密封效果。機(jī)械密封裝置的合理設(shè)計(jì)，不但能夠提高密封效果，延長(zhǎng)使用壽命，而且對(duì)提高生產(chǎn)、降低成本、減少污染、改善環(huán)境等起到積極作用。
來源：《液壓氣動(dòng)與密封》
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