利用间隙配合处理动密封的方法

一、引言在实际工程中，机械设备的工作介质常有泄漏，不仅造成了润滑油的浪费，而且设备在缺少润滑的状态下工作，会加剧零部件的磨损，引发设备故障。一般来说，为防止设备故障的发生，常采用密封技术来解决此类问题。常用的密封形式，按种类可分为动密封和静密封两种，静密封是指相对静止的结合面之间的密封，主要有垫密封、胶密封和直接接触式密封三类，动密封是相对运动的结合面之间的密封，主要有接触式和非接触式两类。对于常用的鼓风机而言，其轴承座上盖与底座之间的密封属于静密封，而轴与轴承座前后透盖之间的密封属于动密封。在生产实际中，轴承座上盖与底座之间的静密封一般来说比较好处理，通常采用加石棉垫、涂密封胶等方式就能实现密封。而轴与轴承座透盖之间的密封比较难处理，表现为密封件使用寿命短，密封不可靠，甚至出现由于压紧量过大而导致透盖发热等现象，因此，必须采取切实可行的方法，解决风机轴承座透盖漏油的问题。二、损坏机理分析常用的风机传动系统见下图：电机接手轴承座风机叶轮按照机械传动设计理论来说，风机的传动系统是最为简单的，电机通过一对接手（通常为弹性柱销式联轴器）将转动力矩传递给风机叶轮，带动叶轮旋转产生风量。其传动系统中并没有常见的减速装置，风机转速主要有电机转速决定，或者在电气控制上采用变频调速的方式来调整风机的转速，因此其传动系统应该说是简单、可靠的。但是，在生产实际中，风机轴承座漏油却经常出现，一般来说，轴承座漏油部位有两处，一是轴承座上盖和座体的结合面（俗称哈夫面）漏油，二是轴承座前后透盖与轴之间。轴承座上盖和座体之间的结合面漏油比较好处理，通常采用涂胶或加密封垫的方式就能较好的解决问题，而轴承座前后透盖与轴之间的漏油问题比较难解决，具体分析有以下几个原因：1.轴承透盖与轴之间的密封属于动密封，对于动密封来说，其本身处理起来就比较困难；2.风机的转速比较高，常用风机的转速一般都大于1450r/min，对于高速旋转的轴来说，密封元件磨损较快，密封效果不好；3.如果采用接触式密封，密封元件和高速运转的轴之间会产生摩擦发热，不仅会损坏密封元件，还会由于发热损坏轴和轴承；4.风机在运转的过程中会产生振动，风叶的振动通过轴传递给轴承座，会加剧密封元件的磨损，特别是在轴承座的风叶侧，由于远离动力源（电机），震动的幅度较大，密封元件的磨损加剧；5.风机在使用过程中，由于风叶的磨损的不均匀性，会出现风叶不平衡，在运转过程中远端会出现摆动，使轴承座密封件快速失效，甚至损坏轴承。因此，风机在生产使用过程中，轴承座透盖与轴之间无论是采用羊毛毡，还是采用密封圈进行密封，其密封元件使用寿命都比较短，密封效果不可靠，经常会发生漏油现象。同时，由于轴承座两侧透盖一般采用整体浇铸后进行加工的方式生产，每当出现漏油情况，必须将轴承座电机侧的接手和风叶拆除后，才能将轴承座透盖拆下，更换密封元件。这样一来不仅要消耗大量的人力和物力，而且，按照原有的密封方式更换密封元件后，使用效果仍然很不理想，导致生产现场要么频繁更换密封件，要么放弃密封，改用及时补油得方式处理，按照这种方式，既不经济，又会给设备留下很大的隐患，不利于设备的长周期、稳定运行。三、改进方案按照以上的分析，我们对风机的轴承座透盖进行了改进，重新设计和制造了轴承座的透盖。首先，为了维修的方便，将整体浇铸后加工的透盖改为上下剖分式的，其上下结合面（哈夫面）采用石棉垫进行密封。其次，轴与轴承座端盖之间的动密封采用微量间隙式机械密封，利用轴与密封件之间的微量间隙实现运转部件的密封，具体做法如下：固定螺栓孔盖体凹槽回油孔回油槽连接螺栓1.端盖整体浇铸完成之后，沿中心线剖开，用连接螺栓紧固后按照轴的尺寸车出内圆，内圆直径比轴径大5mm2.在盖体上预先加工出四道凹槽，将同等厚度的紫铜板（或黄铜板）铆入凹槽后，将两哈夫端盖用螺栓连接好，按照轴的直径进行加工；3.在轴承下端盖内侧加工三个回油孔和一道回油槽，回油孔位于凹槽之间；4.按照原有轴承座透盖固定螺栓的位置分别在剖风的轴承端盖断面上加工固定螺栓孔，孔径须大于原有孔径2-3mm；5.将轴承及接手、叶轮安装完成之后，到现场安装轴承座上盖及端盖，安装完成之后试车运行。由于此项改造是利用轴和紫铜板之间的间隙进行密封，因此，现场安装的环节尤其重要，需要有经验的钳工认真进行，在安装的过程中，如果发现配合间隙不能达到要求，须对加工件进行二次加工，不能盲目安装，具体要求如下：1.安装风叶之前，必须对风叶做动平衡试验，以消除由于风叶不平衡而导致的摆动现象；2.风机轴装入轴承座后，需测量风机轴的水平度，以确保风机轴及风叶的重量完全由轴承承担，轴承座下端盖不能受力；3.安装轴承座上盖，在其与座体之间的结合面上采用石棉垫或涂胶进行密封，上紧连接螺栓，确保不漏油；4.安装轴承座下端盖，紫铜板与轴之间的间隙保证在0.06-0.10mm，圆周方向用塞尺进行测量，确保圆周方向基本相等后上紧固定螺栓；5.轴承上端盖安装时，紫铜板与轴之间的间隙与下端盖相同，哈夫面采用涂胶或石棉垫密封，上紧固定螺栓和连接螺栓后，用塞尺测量圆周方向间隙，确保圆周方向间隙基本相等。四、实施效果根据以上的设计，我们对我厂老喷煤系统的三台球磨机风机进行了改造，改造完成之后，风机轴承座漏油的问题得到了彻底的解决，原来为处理漏油问题，每月必须对风机系统进行一次检修，改造完成之后，风机的使用寿命，特别是风机轴承的使用寿命达到了一年半以上，其中3#球磨机风机一直到停产都未出现过漏油机轴承损坏现象，其使用效果是非常理想的。五、结语在日常的生产过程中，特别是在设备的维修过程中，应该认真观察，勤于思考，充分利用已经掌握的知识对设备发生事故、故障的机理进行分析，针对设备的缺陷进行改造，不能拘泥于书本上的知识，只有把理论知识和现场实际有机的结合起来，才能灵活运用理论知识，采取巧妙的方法解决现场的实际问题。