辊压机减速机高速轴漏油的处理

 

辊压机是20世纪80年代中期在国际上发展起来的高效粉磨设备。以其为主组成的挤压粉磨新工艺在增产节能方面有着显著的效果，受到国际水泥界的普遍重视，成为发展粉磨工艺的一项新技术。目前，辊压机已成为水泥粉磨系统的主要设备，由于辊压机结构较为复杂、载荷大、系统部件多、工作环境恶劣、零部件老化等因素，使用过程中难免出现故障。常见的有：辊面磨损、轴承温度过高、液压缸漏油严重、减速机高速轴漏油等。本文主要讨论HFCG150-100辊压机高速轴漏油问题及其处理方法。
　　1　高速轴漏油的几种情况及处理方法
　　HFCG150-100辊压机减速机高速轴密封由一个骨架油封TC160×190×16和一个无骨架J型油封160×190×16组成。TC型骨架油封主要起密封液压油的作用，J型油封主要起防尘的作用，两者组合在一起使用J型密封圈可以屏蔽外界的粉尘等污染物，给TC型骨架油封创造了一个良好的环境，延长了油封的使用寿命。尽管如此，经过长时间的使用，油封会逐渐老化，唇口失去弹性、开裂，从而导致密封失效，引起油漏事故。如果漏油量比较大，需要及时停机维修处理，以免导致润滑油浪费及污染环境，严重将可能导致其它零部件的故障。
　　叉河水泥一线水泥粉磨站辊压机减速机高速轴在年初大修时更换了密封，可是运行不到1个月就出现了严重的漏油，更换新的密封发现J型密封圈已经硬化、开裂，密封的材料不适合在高温下长期工作。图1为高温硬化失效的J型密封圈（部分）。油封使用时间长了以后橡胶老化失去弹性，油封唇口与轴的径向接触压力下降，具有一定压力的润滑油通过性会加大，从而引起液压油的泄漏。

　　1.1油封损坏引起的漏油
　　此类故障的处理一般是直接更换新的油封。在安装油封的时候，首先要检查油封是否存在制造缺陷，或者在储存、运输过程中导致的损坏。重点检查唇口及骨架变形、划伤，检查油封中的自紧弹簧是否完好。其次，要掌握安装油封的基本方法，不可野蛮作业，以免损坏唇口或骨架。油封安装前要将唇口和孔槽清洗干净，并在唇口抹适量的润滑油，使接触面形成一定的油膜。
　　在选择油封时应综合考虑其工作条件及经济性，以便选择合适的材料。对于辊压机高速轴而言，由于其转速达到1440r/min，在油封唇口与轴的表面摩擦产生大量的热量，接触面会产生很高的温度（超过120℃）。实测密封端盖的表面温度达到65℃左右，内部温度则更高，所以一般的油封不满足这样的工作条件，必须选择性能优良的油封材料。考虑转速及温度的油封材料选择如表1所示。

　　从表1中可以看出，高速轴密封件一般选用硅橡胶和氟橡胶，由于硅橡胶不耐油，机械强度低，价格昂贵，很少在密封件中使用。氟橡胶综合性能优越，耐温高可达300℃，耐酸碱、耐油性是耐油橡胶中最好的，可在200～250℃下长期工作，因此高速轴密封件选用氟橡胶较为合适。油封使用的主要橡胶的种类与特长见表2。

　　我厂一线水泥粉磨站辊压机在2014年8月进行了高速轴漏油的处理，选择氟橡胶密封件作为高速轴密封，漏油程度明显减小，运行了3个月还没有出现严重的漏油现象。但漏油现象并没有完全消除，这主要是密封轴套磨损形成沟槽所致。
　　1.2高速轴密封轴套磨损引起的泄漏
　　HFCG150-100辊压机高速轴密封轴颈嵌套有一轴套，当轴套磨损后可以更换。这样设计的好处是维修方便，而且维修成本低。当轴套磨损形成沟槽后，密封件对轴的径向压力减小，液压油泄漏量变大，这时即便更换密封也起不到多大的效果，应该更换密封轴套。如果不更换轴套，应对其表面进行修复，一般采用刷镀的方法现场修复。
　　轴套材料建议优先45#钢或ZG310，45#钢需调质处理，硬度达到HB230-HB250，使其表面达到一定的硬度提高其耐磨性。在没有45#钢的情况下也可选择Q235，或者取一段无缝钢管加工成需要的尺寸。在加工时需要注意防止工件变形，同时需要考虑工件受热的膨胀量对钢套与轴配合公差的影响。查《机械设计手册》得碳钢在20～100℃的线膨胀系数为：α=(10.6～12.2)×10-6，在(20～200)℃的线膨胀系数为：α=(11.3～13)×10-6。假设这里取α=11.3×10-6，温度差为80℃，则根据公式D=D(1+αΔT)得出：D=140(1+11.3×10-6×80)=140.126mm。这只是理论计算，实际受材料成分、受热情况、微观结构等因数影响，膨胀量可能没有那么多，建议取内孔公差为-0.01mm～-0.03mm，因为轴受热同时也会膨胀。轴套的制作要求见图2。

　　1.3其它情况导致的漏油
　　辊压机高速轴漏油除油封损坏及轴套磨损形成沟槽所致以外，轴承磨损导致偏心量大或者辊压机异常振动也有可能导致漏油。辊压机周围工作环境恶劣，粉尘量很大，如果润滑油受到污染或者粉尘进入油封结合面，则会大大缩短油封的使用寿命。
　　2　辊压机高速轴密封的改进
　　从减少设备的故障率考虑，保证高速轴密封长期工作不漏油，建议将辊压机高速轴密封改为双TC型密封（见图3），将原来的J型密封件换成TC型密封件。由于原来安装两个油封的槽内径尺寸相同，中间只是多了一个凸台将两个油封分开，我们只需要将凸台用车床车掉即可。

　　3　结束语
　　在处理辊压机漏油时首先要分析产生漏油的原因，再结合具体情况分析选择处理的方法。如果是单纯的油封失效则更换新的油封，如果是轴套磨损则更换轴套或者刷镀修复，其次选择油封时应选择氟橡胶密封件。加工好的轴套与轴配合应有合适的过盈量，不可留有间隙，以免润滑油从缝隙流出起不到密封作用。装配好后首先进行试机，确定没有问题后再投入生产。

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