卷取機(jī)減速箱稀油潤滑系統(tǒng)的改進(jìn)設(shè)計(jì)*

謝　勇

(中冶南方工程技術(shù)有限公司，湖北 武漢　430073)

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卷取機(jī)減速箱稀油潤滑系統(tǒng)的改進(jìn)設(shè)計(jì)*

謝勇

(中冶南方工程技術(shù)有限公司，湖北 武漢430073)

對(duì)某機(jī)組卷取機(jī)減速箱產(chǎn)生潤滑油泄露的原因進(jìn)行了全面分析和總結(jié)，改進(jìn)設(shè)計(jì)了密封結(jié)構(gòu)和稀油潤滑系統(tǒng)，解決了稀油潤滑減速箱漏油的問題。

卷取機(jī)； 減速箱； 潤滑； 密封

引言

卷取機(jī)是將產(chǎn)品卷曲成卷的機(jī)械設(shè)備,在很多行業(yè)都有應(yīng)用。就復(fù)雜程度而言，冶金行業(yè)的鋼板卷取機(jī)具有代表性。卷取機(jī)驅(qū)動(dòng)一般來自電力、流體等。一般情況下，卷取機(jī)核心構(gòu)成設(shè)備有：卷筒(卷軸)、輔助卷取設(shè)備(輔助成型設(shè)備)、助卷輥(成形輥)等。在產(chǎn)品卷取過程中，產(chǎn)品主要在卷軸上成型，卷軸一般由電機(jī)拖動(dòng)，卷筒減速箱采用稀油集中潤滑系統(tǒng)，以保障設(shè)備性能完好。

1　運(yùn)行中出現(xiàn)的問題

本機(jī)組為寶鋼公司某連續(xù)機(jī)組，2011年初投產(chǎn)，運(yùn)行半年后出現(xiàn)稀油泄露，更換同類密封后效果不明顯，造成環(huán)境污染嚴(yán)重，潤滑油消耗過大，維護(hù)費(fèi)用過高。

2　泄露原因分析及處理措施

泄露發(fā)生的原因主要是兩位置存在壓力差，并有通道，從而形成泄露。具體分析如下：按流體力學(xué)中基本公式，伯努利方程理論: 任何流體從A 點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B 點(diǎn), 如果沒有外力作用, 都是由于壓力差的作用( 含動(dòng)壓、靜壓和勢能) 。唇形密封也一樣, 只要保證密封兩側(cè)壓力平衡,不論間隙大小、長短, 都不會(huì)漏油。

本減速箱之所以漏油, 是由于箱內(nèi)壓力大于箱外壓力。減速箱內(nèi)潤滑油的力來自于旋轉(zhuǎn)主軸帶動(dòng)浸泡在潤滑油中的齒輪旋轉(zhuǎn)及之后產(chǎn)生的潤滑油飛濺。油位的高低、各部件的形狀、潤滑油的溫升等各種復(fù)雜的因素, 使得準(zhǔn)確分析運(yùn)行過程中每一點(diǎn)的受力情況十分困難，但是，最終是形成了一個(gè)外推力的作用, 使得潤滑油沿主軸漏到減速箱外。如果能有一個(gè)外力作用在潤滑油上,平衡掉原減速箱內(nèi)的外推力, 就不會(huì)漏油了，或者減少減速箱內(nèi)的壓力，也可以達(dá)到這個(gè)效果。

產(chǎn)生漏油的過程: 集中潤滑系統(tǒng)將油噴入軸承內(nèi)，回流較慢，造成油積聚在滾動(dòng)軸承內(nèi)，壓力增大，致使箱體內(nèi)壓力大于外界壓力，產(chǎn)生潤滑油的泄漏。

具體可能產(chǎn)生泄漏的原因及處理措施分析如下：

(1) 卷取機(jī)卷筒軸本體機(jī)加工精度不夠 ： 提高軸的加工精度，保證同軸度，或選用較柔的密封件或其他材料密封；

(2) 裝配不良 ：正確安裝密封圈，勿反裝或錯(cuò)位；

(3) 唇邊壓力不足(油封) ： 校核密封尺寸正確與否，彈簧是否正常工作；

(4) 密封唇開裂 ： 可能是由于軸表面粗糙，使用的密封材料不正確或速度過快、溫度過高等原因造成；

(5) 密封圈損壞或磨損：更換密封圈并提高密封圈耐磨性；

(6) 壓力過高 ：將集中潤滑系統(tǒng)供油量減少，或更換密封型號(hào)；

(7) 溫度過高 ：根據(jù)工作條件配用型號(hào)更為適合的密封。

3　改進(jìn)設(shè)計(jì)

綜合多方面因素及現(xiàn)場檢查，決定從密封形式和潤滑系統(tǒng)上進(jìn)行改進(jìn)。

3.1更換密封

將原用的唇形密封更換為ProTech軸承隔離器形式的密封，該密封類似機(jī)械密封原理，分動(dòng)、靜環(huán)，動(dòng)環(huán)與軸通過O形圈密封，靜環(huán)與端蓋通過O形圈密封，動(dòng)、靜環(huán)面的結(jié)合通過特殊材質(zhì)貼合，密封效果較好，改進(jìn)前后密封結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1　改進(jìn)前后密封結(jié)構(gòu)

3.2優(yōu)化潤滑系統(tǒng)

集中潤滑系統(tǒng)具有明顯的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)閴毫┯陀凶銐虻墓┝浚虼丝杀ＷC數(shù)量眾多、分布較廣的潤滑點(diǎn)及時(shí)得到潤滑，同時(shí)將磨擦副產(chǎn)生的磨擦熱帶走；磨擦表面的金屬磨粒等機(jī)械雜質(zhì)，隨著油的流動(dòng)和循環(huán)被帶走并沖洗干凈，達(dá)到潤滑良好、減輕磨擦、降低磨損和減少易損件的消耗、減少功率消耗、延長設(shè)備使用壽命的目的。

但是集中潤滑系統(tǒng)的維護(hù)管理比較復(fù)雜，調(diào)整也比較困難。每一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都可能造成整個(gè)潤滑系統(tǒng)的失靈，甚至停產(chǎn)。所以還要在今后的生產(chǎn)

實(shí)踐中不斷加以改進(jìn)。在整個(gè)潤滑系統(tǒng)中，安裝了多種潤滑設(shè)備及裝置，多種控制裝置和儀表，以調(diào)節(jié)和控制潤滑系統(tǒng)中的流量、壓力、溫度、雜質(zhì)濾清等，使設(shè)備潤滑更為合理 。

集中潤滑系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟如下：

1) 圍繞潤滑系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求、工況和環(huán)境條件，收集必要的參數(shù)，確定潤滑系統(tǒng)的方案。

2) 計(jì)算各潤滑點(diǎn)所需潤滑油的總消耗量。計(jì)算所潤滑的各摩擦副在工作時(shí)克服摩擦所消耗的功率和總效率，以便計(jì)算出帶走摩擦副在運(yùn)轉(zhuǎn)中產(chǎn)生的熱量所需的油量，再加上潤滑油膜，達(dá)到流體潤滑所需的油量，即為潤滑油的總消耗量。

3) 計(jì)算及選擇潤滑泵。

4) 確定定量分配系統(tǒng)。

5) 油箱的設(shè)計(jì)及選擇。油箱除了要容納設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所必需儲(chǔ)存的油量以外， 還必須考慮分離及沉積油液中的固體和液體沉淀污物以及消除泡沫、散熱和冷卻等因素，須保證達(dá)到循環(huán)油在油箱內(nèi)停留一定時(shí)間所需容積。此外，還必須留有一定的裕度，以使系統(tǒng)中的油回到油箱時(shí)不致溢出。

按照上述步驟進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，得到本機(jī)組潤滑油需要量如下：

閉式齒輪傳動(dòng)循環(huán)潤滑給油量

Q=0.45B=0.45×24=10.8L/min;

單個(gè)滾動(dòng)軸承循環(huán)潤滑給油量

Q=0.075DB=0.075 ×38×13.5=37g/h。

共需要流量Q≈11 L/min。

根據(jù)以上計(jì)算，采取的解決方案為將潤滑油流量調(diào)小，將原有流量設(shè)置改為30 L/min，并增加油管支路的油流指示器和節(jié)流閥，保證每一個(gè)管路暢通，改進(jìn)前后稀油潤滑原理圖如圖2和圖3所示。

圖2　改造前稀油潤滑原理圖

圖3　改造后稀油潤滑原理圖

4　結(jié)束語

經(jīng)過減速箱密封結(jié)構(gòu)及稀油集中潤滑系統(tǒng)的改進(jìn)設(shè)計(jì)，解決了稀油潤滑減速箱漏油的問題,改善了卷取機(jī)現(xiàn)場周圍的環(huán)境，確保卷取機(jī)安全、穩(wěn)定的運(yùn)行，提高了生產(chǎn)效率，降低了運(yùn)營成本。

[1]成大先．機(jī)械設(shè)計(jì)手冊 [M]．第4版，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007．

[2]胡邦喜．設(shè)備潤滑基礎(chǔ)[M]．北京：冶金工業(yè)出版社，2002．

[3]劉后桂．密封技術(shù)[M]．長沙：湖南科學(xué)技術(shù)出版社，1983．

2015-10-28

謝勇(1981—)，男，碩士。電話：(021)36213909-812;E-mail:08319@wisdri.com

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