散包機打散螺旋前軸承座密封的改進

紀(jì)洪賓

（福建南紙股份有限公司, 福建 南平 353000）

2001年，我廠引進一條500 t/d系統(tǒng)，是全部用廢紙（美廢+國廢）生產(chǎn)新聞紙的生產(chǎn)線。由于廢紙為了方便運輸，都是用液壓設(shè)備打包的，所以使用廢紙時就必須打散。散包機主要任務(wù)是對廢紙進行打散工作，成為了十分重要的設(shè)備之一。其中散包機4根直徑為550 mm、長度4 000 mm打散螺旋為核心部件。散包機打散螺旋的前軸承和后軸承一樣使用EP2潤滑脂，但是前軸承經(jīng)常損壞，處理起來十分棘手。如果不從根本上解決問題，不僅設(shè)備維修率高還影響正常生產(chǎn)。

1 原因分析

首先散包機在使用過程中連續(xù)性打散廢紙，廢紙中含有大量的灰塵；其次打散螺旋前軸承座固定位置就在工作區(qū)連接處，由于打散螺旋前軸承密封性能不佳產(chǎn)生了間隙，使?jié)櫥瑥妮S承座內(nèi)流出且同時灰塵從間隙進入軸承座內(nèi)腔，腔內(nèi)的潤滑脂與進來的灰塵混合產(chǎn)生了油泥，導(dǎo)致軸承的潤滑不良，造成摩擦與發(fā)熱增大，軸承溫度升高，高溫使得軸承材料磨損，從而降低了軸承使用壽命。

2 檢查漏油原因及處理

散包機打散螺旋前軸承的密封如圖1所示。軸承端蓋與軸之間采用填料密封（氈圈油封）。這種設(shè)計結(jié)構(gòu)采用毛氈為密封材料，因毛氈本身是自由放置的，無軸向壓緊力，又因毛氈圈與軸摩擦力較大，不宜在需要軸動靈活的場合中使用。使用該設(shè)計結(jié)構(gòu)時，短期內(nèi)密封良好，運轉(zhuǎn)一段時間后，外面的氈圈首先與污物接觸而得不到軸承內(nèi)的潤滑劑，所以逐漸失去彈性，泄漏間隙出現(xiàn)，密封失敗。 經(jīng)檢查，散包機前軸承的軸面油封位置上有明顯的磨損 （6個月內(nèi)出現(xiàn)磨損，則說明表面硬度低）。為了加強軸上油封位置的耐磨性能，可以使用熱噴涂技術(shù)對該軸油封位置進行修復(fù)和提高表面的耐磨性能，從而保證軸承座密封成功。

3 密封的改進方法

3.1 密封的選型分析

由于氈圈油封的密封失敗，所以從氈圈油封不足之處入手，找出能夠彌補氈圈油封缺陷的油封。目標(biāo)鎖定以下三種油封：Z型橡膠油封、單唇骨架油封、雙唇骨架油封。三種油封都能一定程度上彌補氈圈油封的不足。

（1）Z型橡膠油封。這種設(shè)計結(jié)構(gòu)能有效阻止所朝向一側(cè)液體的泄漏，但無法阻止另一側(cè)液體及灰塵的侵入；另外，采用單一的橡膠為密封材料，油封刃口的壓力全靠橡膠來實現(xiàn)，對橡膠彈性要求較高，而因周圍溫度變化較大，橡膠易老化失去彈性從而導(dǎo)致密封失敗。

（2）單唇骨架油封。采用單一旋轉(zhuǎn)軸唇形密封圈，且結(jié)構(gòu)比Z型橡膠油封多了個彈簧圈，由于自緊彈簧的收縮力對密封軸產(chǎn)生一徑向抱緊力，所以密封效果好。但是密封唇只能防止內(nèi)部潤滑油的泄出，不能阻止外界的灰塵雜物的侵入。

（3）雙唇骨架油封。主唇的效果與單唇骨架油封一樣，但是副唇起防塵作用，防止外界的灰塵、雜質(zhì)等進入機器內(nèi)部。從以上分析可以看出雙唇骨架油可能滿足散包機打散輥的密封要求。

3.2 設(shè)計計算

下面以液體的動力學(xué)公式來探討如何解決軸端密封漏油問題，即根據(jù)流體流經(jīng)縫隙的計算公式來設(shè)計散包機螺旋軸端密封形式。

流經(jīng)同心環(huán)狀間隙的流量vq：

式中 μ——動力黏度

d——軸徑

l——密封件與軸接觸長度

u0——軸與密封件間相對軸向運動速度

h——密封件與軸單面間隙

Δ p ——密封件兩側(cè)的壓力

通過以上公式可以看出：

（1） 當(dāng)軸徑固定時，減小間隙 ，增加接觸長度 ，能有效地減少漏油量。

（2） 降低油溫，能增加油的動力黏度 ，能有效地減少漏油量。

（3） 提高兩旋轉(zhuǎn)件的同心度，能有效地減少漏油量。

（4）減小兩旋轉(zhuǎn)件的軸向相對運動，也能有效減少漏油量。

4 改進后的軸端密封結(jié)構(gòu)及原理

根據(jù)以上原理改進的散包機打散螺旋的密封如圖2所示，用兩個雙唇骨架油封（雙油封）。采用雙唇骨架油封是為了減小間隙和防塵，采用雙油封是為了增加接觸長度 ，從而減小漏油量。

圖2 改進后軸端密封

5 結(jié)束語

改進后在使用中密封效果好，有效地解決了散包機打散螺旋前軸承長期存在的密封不良問題，使軸承得到了長期良好的潤滑，從而大大的延長了軸承的使用壽命。

[1]張盈欣. 除塵風(fēng)機軸端密封的改進[J]. 機械工程師,2010(11):152.