減速器軸端密封結(jié)構(gòu)的改進(jìn)

石文新

（新疆八鋼南疆鋼鐵拜城有限公司軋鋼廠 新疆拜城）

一、減速器傳統(tǒng)軸端密封結(jié)構(gòu)分析

1.減速器軸端傳統(tǒng)密封結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

（1）毛氈圈。緊湊的安裝尺寸和要求不高的拆裝技術(shù)，較快的磨損速度和較低的軸線速度，同時(shí)具備安裝更換方便和使用期限短的特點(diǎn)，故在目前的減速器軸端密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中不再提倡使用。

（2）骨架油封。在彈簧圈箍筋的作用下，產(chǎn)生適當(dāng)?shù)妮S徑向力，同時(shí)配合唇口磨損的自動(dòng)補(bǔ)償能力，確保唇口密封性能良好。作為一種接觸密封設(shè)計(jì)，不僅安裝結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、密封性好，還可以在一定程度上適應(yīng)軸徑偏心和設(shè)備振動(dòng)，但在表面硬度、粗糙度以及油封孔槽和軸徑尺寸精度方面有著很高的要求，加之受設(shè)備運(yùn)行環(huán)境、潤(rùn)滑油油質(zhì)和黏度等因素的影響，容易降低其密封效果，縮短使用壽命。

（3）間隙節(jié)流溝槽。該密封形式在減速器低速運(yùn)行條件下可發(fā)揮良好效用，而且基于曲折間隙節(jié)流的非接觸式密封，既便于日常保養(yǎng)，也具有較長(zhǎng)的工作壽命，但單獨(dú)應(yīng)用于減速器軸端密封結(jié)構(gòu)中難以取得理想效果，故一般是作為一種密封輔助手段使用。

（4）甩油環(huán)。一種動(dòng)力式密封形式，適用于高速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的減速器，隨著轉(zhuǎn)動(dòng)速度的降低密封性能減弱，減速器停止運(yùn)行時(shí)完全失去密封功能。

二、減速器軸端密封結(jié)構(gòu)改進(jìn)

1.密封結(jié)構(gòu)的改進(jìn)要求

減速器的運(yùn)行環(huán)境一般較為復(fù)雜惡劣，在改進(jìn)其軸端密封結(jié)構(gòu)時(shí)，不能只考慮防止?jié)櫥蜐B漏而影響其他部位的功能和性能，需要綜合考慮，遵守相應(yīng)的改進(jìn)要求。如為避免減速器中進(jìn)入粉塵造成潤(rùn)滑油污染而出現(xiàn)軸承與齒輪磨損嚴(yán)重，或者粉塵聚積在回油通道中影響潤(rùn)滑油正常回流和潤(rùn)滑效果，改進(jìn)后的密封結(jié)構(gòu)必須具備防塵作用；同時(shí)為實(shí)現(xiàn)減速器軸承與齒輪潤(rùn)滑良好無(wú)潤(rùn)滑油滲漏，必須采取行之有效的改進(jìn)措施，防止?jié)櫥怀浞窒碌妮S承發(fā)熱、齒輪點(diǎn)蝕以及過(guò)度磨損等問(wèn)題，進(jìn)而滿足設(shè)備高負(fù)荷、大功率的工作要求。設(shè)計(jì)時(shí)可適當(dāng)改進(jìn)回油槽的深度和寬度，在保證殼體強(qiáng)度的同時(shí)，適當(dāng)增大回油槽通流截面，實(shí)現(xiàn)順暢的潤(rùn)滑油回流；盡量將減速器軸端密封結(jié)構(gòu)中的密封間隙保持在0.2～0.3 mm，并分別對(duì)每個(gè)密封部位加以完善，以此獲取潔凈的潤(rùn)滑油和良好的潤(rùn)滑、密封效果。

2.密封結(jié)構(gòu)改進(jìn)措施

（1）ZQA型圓柱齒輪減速器中端蓋嵌入式密封結(jié)構(gòu)的改進(jìn)。該結(jié)構(gòu)借助絲母實(shí)現(xiàn)對(duì)減速器軸承之間竄動(dòng)間隙的調(diào)節(jié)，便于快速檢修，可是它緊湊的安裝結(jié)構(gòu)致使難以再添加適當(dāng)?shù)拿芊饨Y(jié)構(gòu)。因此在軸承和嵌蓋外圍增設(shè)了恰當(dāng)?shù)恼{(diào)整墊，將它改進(jìn)為固定式間隙，其中基于合理計(jì)算的迷宮密封形式可以起到理想的密封效果，輔以規(guī)范裝配和吊裝，就可以獲得合理的竄動(dòng)間隙，實(shí)現(xiàn)封嚴(yán)不漏，防止粉塵進(jìn)入或潤(rùn)滑油滲漏，見(jiàn)圖1。

（2）ZQA型圓柱齒輪減速器中端蓋壓入式密封結(jié)構(gòu)的改進(jìn)。該密封形式是骨架油封、甩油環(huán)和螺旋密封的組合結(jié)構(gòu)，若減速器運(yùn)行環(huán)境中含有較少的粉塵，還可以采用間隙節(jié)流溝槽。既當(dāng)減速器處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)會(huì)形成飛濺潤(rùn)滑，此時(shí)殼壁與甩油環(huán)間隙負(fù)責(zé)控制軸承潤(rùn)滑油的供給量。當(dāng)潤(rùn)滑油流經(jīng)軸承后，一部分會(huì)沿空腔流回油池，一部分則會(huì)受油流和離心力作用進(jìn)入端蓋內(nèi)控縫隙，在螺旋反推力作用下流回油池。若減速器停止運(yùn)行，少量油液會(huì)因螺旋密封失效流經(jīng)螺旋，在端蓋內(nèi)部回油槽的作用下回流至油池，進(jìn)而發(fā)揮理想的密封作用，而透蓋外部的油封則會(huì)有效控制粉塵進(jìn)入，滿足防塵防漏的雙重要求。該結(jié)構(gòu)中的螺旋式密封形式是對(duì)前述改進(jìn)措施中迷宮結(jié)構(gòu)的代替，見(jiàn)圖2。

（3）KMPP立磨行星減速器。分別對(duì)高速和低速軸端密封結(jié)構(gòu)加以改進(jìn)，建議在高速軸端結(jié)合密封失效原因選用以非接觸機(jī)械密封為主要密封結(jié)構(gòu)，既可在擋油環(huán)的作用下避免潤(rùn)滑油流至輸入端外側(cè)，也可在重力作用下促使低點(diǎn)處的潤(rùn)滑油流回箱體內(nèi)，防止漏油。低速軸端密封結(jié)構(gòu)的改進(jìn)：以法蘭加密封環(huán)替代輸出法蘭形成第一道密封；設(shè)置回油通孔使密封槽中溢入的潤(rùn)滑油流回箱體成為第二道密封；經(jīng)注油杯將潤(rùn)滑干油脂打入并注滿回油槽成為第三道密封；最后使用碳素纖維盤根用于防內(nèi)油、阻外塵成為第四道密封。

圖1 迷宮式密封結(jié)構(gòu)

此外，針對(duì)轉(zhuǎn)速較快、存在內(nèi)外壓差及潤(rùn)滑不良的減速器軸端密封結(jié)構(gòu)，可采用高耐用、高性能、新型的旋轉(zhuǎn)軸油封替代傳統(tǒng)的唇形密封；針對(duì)有箱體內(nèi)壓、轉(zhuǎn)速高的減速器軸端密封結(jié)構(gòu)，可選擇軸向油封用于密封軸承端面，以提高密封效果；針對(duì)箱體存在內(nèi)外壓力、摩擦壓力小且大端朝向箱外的減速器，軸端密封還可以使用V形密封結(jié)構(gòu)，即將新型的彈性橡膠圈裝設(shè)在轉(zhuǎn)軸中，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)密封油液和粉塵。

圖2 螺旋式密封結(jié)構(gòu)

3.密封結(jié)構(gòu)的檢修維護(hù)

潤(rùn)滑油滲漏對(duì)減速器運(yùn)行效率和質(zhì)量影響重大，在改進(jìn)其軸端密封結(jié)構(gòu)的過(guò)程中，應(yīng)做好檢修和維護(hù)工作。如在安裝減速器時(shí)，盡量為其齒輪兩側(cè)中的軸承空腔涂抹少許潤(rùn)滑脂，以防潤(rùn)滑脂隨著減速器運(yùn)轉(zhuǎn)而被甩出，造成回油槽堵塞；在為減速器加設(shè)潤(rùn)滑油時(shí)，除了確保油質(zhì)、黏度可靠外，更應(yīng)嚴(yán)格控制用量，一般以其浸沒(méi)兩個(gè)末級(jí)齒輪齒高為宜；防塵結(jié)構(gòu)最好使用雙唇油封，并在安裝前為主唇和防塵唇涂抹二硫化鉬等潤(rùn)滑脂，以便提高其降溫和潤(rùn)滑效果，強(qiáng)化密封粉塵效用；此外，還應(yīng)對(duì)減速器軸端密封結(jié)構(gòu)改進(jìn)所涉及零部件的加工質(zhì)量和實(shí)際性能加以科學(xué)檢驗(yàn)，保障改進(jìn)結(jié)構(gòu)的密封效果。

防止減速器發(fā)生潤(rùn)滑油滲漏，提高整體性能和效用的關(guān)鍵就是將軸端密封結(jié)構(gòu)缺陷作為切入點(diǎn)，在確保相關(guān)零部件加工精度的前提下，根據(jù)實(shí)際要求進(jìn)行科學(xué)的改進(jìn)和合理的優(yōu)化，以此提高密封結(jié)構(gòu)的可靠性，有效避免齒輪發(fā)生過(guò)度磨損，延長(zhǎng)軸承使用壽命，進(jìn)而保證減速器安全、高效運(yùn)行。