劉東
（河北鋼鐵集團(tuán)宣鋼公司型棒廠）
摘 要：針對宣鋼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)致潤滑油泄漏問題，通過對軋機(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)動件與不動件之問有間隙，為了阻止機(jī)械零件中的液體、氣體工作介質(zhì)以及潤滑油泄漏，防止外部灰塵、水、氣體以及其他介質(zhì)進(jìn)入潤滑部位，必須設(shè)置密封裝置）。密封裝置不僅能節(jié)約潤滑劑，保證機(jī)械正常工作，提高機(jī)械壽命，同時(shí)對防止污染、改善現(xiàn)場環(huán)境、提高生產(chǎn)水平、降低成本、減少勞動強(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，造成潤滑油泄漏。而傘齒箱輸出軸側(cè)同減速機(jī)用長筒式聯(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。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，更換傘齒箱長軸內(nèi)齒套10件，泄漏潤滑油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)振動導(dǎo)致的。為了從根本上解決內(nèi)齒套振動對油封內(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，長度比箱體內(nèi)軸承定位套的長度長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)出振動對油封內(nèi)唇邊的磨損，延長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)場其他設(shè)備對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，延長使用壽命，而且對提高生產(chǎn)、降低成本、減少污染、改善環(huán)境等起到積極作用。
來源：《液壓氣動與密封》
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