卷取機減速箱稀油潤滑系統的改進設計*

謝　勇

(中冶南方工程技術有限公司，湖北 武漢　430073)

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卷取機減速箱稀油潤滑系統的改進設計*

謝勇

(中冶南方工程技術有限公司，湖北 武漢430073)

對某機組卷取機減速箱產生潤滑油泄露的原因進行了全面分析和總結，改進設計了密封結構和稀油潤滑系統，解決了稀油潤滑減速箱漏油的問題。

卷取機； 減速箱； 潤滑； 密封

引言

卷取機是將產品卷曲成卷的機械設備,在很多行業都有應用。就復雜程度而言，冶金行業的鋼板卷取機具有代表性。卷取機驅動一般來自電力、流體等。一般情況下，卷取機核心構成設備有：卷筒(卷軸)、輔助卷取設備(輔助成型設備)、助卷輥(成形輥)等。在產品卷取過程中，產品主要在卷軸上成型，卷軸一般由電機拖動，卷筒減速箱采用稀油集中潤滑系統，以保障設備性能完好。

1　運行中出現的問題

本機組為寶鋼公司某連續機組，2011年初投產，運行半年后出現稀油泄露，更換同類密封后效果不明顯，造成環境污染嚴重，潤滑油消耗過大，維護費用過高。

2　泄露原因分析及處理措施

泄露發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：按流體力學中基本公式，伯努利方程理論: 任何流體從A 點運動到B 點, 如果沒有外力作用, 都是由于壓力差的作用( 含動壓、靜壓和勢能) 。唇形密封也一樣, 只要保證密封兩側壓力平衡,不論間隙大小、長短, 都不會漏油。

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

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

具體可能產生泄漏的原因及處理措施分析如下：

(1) 卷取機卷筒軸本體機加工精度不夠 ： 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 ：將集中潤滑系統供油量減少，或更換密封型號；

(7) 溫度過高 ：根據工作條件配用型號更為適合的密封。

3　改進設計

綜合多方面因素及現場檢查，決定從密封形式和潤滑系統上進行改進。

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，該密封類似機械密封原理，分動、靜環，動環與軸通過O形圈密封，靜環與端蓋通過O形圈密封，動、靜環面的結合通過特殊材質貼合，密封效果較好，改進前后密封結構如圖1所示。

圖1　改進前后密封結構

3.2優化潤滑系統

集中潤滑系統具有明顯的優點，因為壓力供油有足夠的供量，因此可保證數量眾多、分布較廣的潤滑點及時得到潤滑，同時將磨擦副產生的磨擦熱帶走；磨擦表面的金屬磨粒等機械雜質，隨著油的流動和循環被帶走并沖洗干凈，達到潤滑良好、減輕磨擦、降低磨損和減少易損件的消耗、減少功率消耗、延長設備使用壽命的目的。

但是集中潤滑系統的維護管理比較復雜，調整也比較困難。每一環節出現問題都可能造成整個潤滑系統的失靈，甚至停產。所以還要在今后的生產

實踐中不斷加以改進。在整個潤滑系統中，安裝了多種潤滑設備及裝置，多種控制裝置和儀表，以調節和控制潤滑系統中的流量、壓力、溫度、雜質濾清等，使設備潤滑更為合理 。

集中潤滑系統設計步驟如下：

1) 圍繞潤滑系統設計要求、工況和環境條件，收集必要的參數，確定潤滑系統的方案。

2) 計算各潤滑點所需潤滑油的總消耗量。計算所潤滑的各摩擦副在工作時克服摩擦所消耗的功率和總效率，以便計算出帶走摩擦副在運轉中產生的熱量所需的油量，再加上潤滑油膜，達到流體潤滑所需的油量，即為潤滑油的總消耗量。

3) 計算及選擇潤滑泵。

4) 確定定量分配系統。

5) 油箱的設計及選擇。油箱除了要容納設備運轉時所必需儲存的油量以外， 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，須保證達到循環油在油箱內停留一定時間所需容積。此外，還必須留有一定的裕度，以使系統中的油回到油箱時不致溢出。

按照上述步驟進行設計計算，得到本機組潤滑油需要量如下：

閉式齒輪傳動循環潤滑給油量

Q=0.45B=0.45×24=10.8L/min;

單個滾動軸承循環潤滑給油量

Q=0.075DB=0.075 ×38×13.5=37g/h。

共需要流量Q≈11 L/min。

根據以上計算，采取的解決方案為將潤滑油流量調小，將原有流量設置改為30 L/min，并增加油管支路的油流指示器和節流閥，保證每一個管路暢通，改進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　結束語

經過減速箱密封結構及稀油集中潤滑系統的改進設計，解決了稀油潤滑減速箱漏油的問題,改善了卷取機現場周圍的環境，確保卷取機安全、穩定的運行，提高了生產效率，降低了運營成本。

[1]成大先．機械設計手冊 [M]．第4版，北京：化學工業出版社，2007．

[2]胡邦喜．設備潤滑基礎[M]．北京：冶金工業出版社，2002．

[3]劉后桂．密封技術[M]．長沙：湖南科學技術出版社，1983．

2015-10-28

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

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