減速器軸端動密封結構改進

2012-05-23

作者：梁繼軍　張中福
（中國鋁業青海分公司第三電解廠）

　　圓柱齒輪減速器是冶金、礦山機械的常用設備，但對其軸端（動密封）潤滑油滲漏問題，沒有引起制造廠家的重視，而只是拘泥于以往的結構設計，給使用單位造成了很大的麻煩。就此問題，作者談一些認識和實踐經驗。
　　1　目前圓柱齒輪減速機軸端動密封的結構分析
　　1.1毛氈圈密封
　　安裝尺寸較緊湊，拆裝技術要求不高，成本低廉，但磨損太快，要求軸的線速度不能過高。由于這種密封形式使用壽命太短，目前已很少應用于減速機軸端密封。
　　1.2間隙節流溝槽密封
　　利用曲折間隙節流效應產生密封作用，屬于非接觸型密封，其工作壽命長對保養要求不高，可用于高速和低速條件。然而在實際應用中，單獨依靠這種密封形式，使用效果并不理想，所以它只能作為輔助密封手段。
　　1.3骨架油封密封
　　骨架油封主要是利用彈簧圈箍緊密封后，使之對軸徑產生適當的徑向力，同時，唇口磨損后能自動補償，以保證唇口具有良好的密封性能。骨架油封屬于接觸型密封，其結構簡單，安裝位置小且緊湊，密封性能較好，對設備振動和軸徑的偏心有一定的適應性。但其對軸徑、油封孔槽的尺寸公差、表面粗糙度及軸的表面硬度（熱處理）要求較高，另外潤滑油的粘度、油質及設備的使用環境溫度等因素都會影響油封的密封效果和使用壽命。另外裝配油封必須使用專用工具才能保證唇口不變形，工藝要求較高。目前油封的規格尺寸較多但多數產品質量較差，壽命根短。即使采用進口骨架油封，使用壽命也只有2年左右，往往出現在減速機大修期前（一般為3－5年），油封已經磨損而失去密封作用，而單純更換骨架油封所耗費的代價往往超過油封本身價格幾倍。另外一個不能避免的因素就是裝配聯軸器時，常用熱裝法，溫度達到200－300℃，甚至更高，這樣無疑在聯軸器安裝后（由于間距較小），就使油封唇口受熱變形、熔化進而失去密封作用。
　　1.4 甩油環密封
　　甩油環是利用離心力將外流的油液甩向殼壁，并沿殼壁上的回油槽流回油池。甩油環密封屬于動力型密封，適宜在高速條件下工作，在低速條件下密封性能減弱，在停車時喪失密封性能。
　　1.5 組合密封
　　利用上述兩種或兩種以上密封形式的密封結構，但從實際應用效果上來看，多數不夠理想。其原因為這些密封結構不盡合理，或零配件加工制造質量、安裝工藝較差等。
　　2　密封結構改進嘗試
　　2.1 解決減速機軸端（動密封）潤滑油滲漏的方法
　　（1）改變潤滑油的運動方向；
　　（2）增加泄漏通道中的阻力；
　　（3）控制潤滑油對軸承的供給量；
　　（4）減小密封點前后或內外的壓力差；
　　（5）上述兩種或兩種以上的組合。
　　2.2 實際要求
　　（l）由于礦山機械減速機的工作環境惡劣：①粉塵進人減速機內，污染潤滑油，進而引起齒輪與軸承過度庚科：②粉塵與潤滑油在齒輪的攪拌下充分混合，會影響潤滑油的潤滑效果和流動性；③粉塵油污在回油通道的聚積會阻塞潤滑油的回流。因此，必須有防塵結構。
　　（2）必須保證減速機齒輪、軸承的良好潤滑．才能滿足礦山機械大功率、重負荷的工作性質。目前，多數使用單位為避免潤滑油滲漏，常來用控制加油量的方法。但由于潤滑不充分，引起齒輪過度磨損、點蝕現象及軸承發熱等問題。
　　2.3改進型密封結構（以輸出軸為雙外伸軸頭減速機為例）
　　（1）壓入式端蓋的密封結構即采用以螺旋密封、甩油環、骨架油封（粉塵較小的環境可用間隙節流溝槽密封結構代替，形成永久式密封）相組合的密封結構。密封原理如下：減速機工作后，飛濺潤滑形成，以甩油環與殼壁的間隙來控制潤滑油對軸承的供給量。潤滑油流過軸承后，一部分從軸承下側空腔直接流回油池，一部分在螺旋密封環的離心力及油流作用下擠向端蓋內孔四周縫隙，但在螺旋產生反向推力作用下，迫使油液又被推出，經軸承下方回油槽流回油池。當減速機停機時，由于螺旋失去密封作用，油液可能會少量流過螺旋，但經端蓋內側回油槽又會從軸承下方回油槽流回油池，達到良好的密封效果。透蓋外側所裝油封起密封粉塵作用。
　　（2）嵌入式端蓋的密封結構嵌人式端蓋依靠絲母來調整減速機兩端軸承的躥動間隙，它具有檢修快捷方便的特點，但是由于其結構緊湊，無法添加合適的密封結構，所以很難解決其漏油問題。改進式密封結構將其改為固定式間隙調整（在嵌蓋與軸承外圍間加調整墊），只要裝配、吊裝工藝得當，可以保證合適的軸向躥動間隙。其密封原理和密封結構與壓人式端蓋的密封結構相似，只是用迷宮密封代替了螺旋密封。
　　2.4 影響改進型密封結構密封效果的因素
　　（1）回油槽的寬度和深度（或直徑）要適中，以便于潤滑油回流順暢。在不影響減速機殼體強度的情況下，回油槽的通流截面可適當大些；
　　（2）采用螺旋密封時，螺旋的旋向應與減速機齒輪軸的轉向相適應。減速機應用于雙向傳動時，應避免使用螺旋密封結構，可改用迷宮密封結構；
　　（3）應完善減速機各部位密封處的密封效果，以保證潤滑油的潔凈；
　　（4）密封通道各間隙值控制在0.20－0.30mm為宜。
　　2.5 檢修維護注意事項
　　（1）減速機組裝時，齒輪兩側軸承空腔內盡量少涂潤滑脂，避免多余的潤滑脂在減速機運行后甩出，堵塞回油槽；
　　（2）用于防塵密封，盡量采用雙唇油封，并注意油封往軸上安裝前，需在主唇與防塵唇間涂滿潤滑脂（Z好采用二硫化鈉），起降溫、潤滑唇口、輔助密封粉塵的作用；
　　（3）減速機加油量以油面浸沒末級齒輪兩個齒高為適中。
　　3　結束語
　　潤滑油滲漏是評價減速機質量的重要指標，潤滑油滲漏對減速機安全可靠運行會造成很大威脅，如不能保證定期維護加油時，隨著潤滑油的流失，軸承的使用壽命會相應降低甚至損壞，嚴重時會引起齒輪過度磨損。隨著近年來各個廠礦企業對安全文明生產的重視減速機潤滑油滲漏這一問題，已引起廠礦企業技術人員的高度重視。