ZJ17卷接機組蜘蛛手齒軸密封圈的改進

郇 磊，紀志敏，王 寧，王 偉，李曉東，王興斌

（山東中煙工業有限責任公司青州卷煙廠，山東青州 262500）

0 引言

ZJ17卷接機組是20世紀我國從德國引進的世界先進技術產品，目前依然是卷煙制造的主力機型。在生產過程中，ZJ17卷接機組的蜘蛛手8個傳送臂齒軸經常出現漏油、滲油現象，由于其密封圈的失效，導致滲漏出的潤滑油污染煙支，直接影響了產品質量，對品牌形象也可能帶來負面效應。由于蜘蛛手系統結構的特殊性，日常維修中，大多采用局部更換傳送臂傳動齒軸上滲油的骨架密封圈或整體更換蜘蛛手總成的方式來處理。然而頻繁更換骨架密封圈，存在勞動強度大、成本高、效率低的問題，也使得產品質量無法得到有效保障，因此需要設計新型密封圈予以重點解決。

1 方案的提出與實施

通過廣泛搜集資料，對所搜集資料的研究與分析后，決定在盡可能不改變蜘蛛手機構原結構尺寸[1]的前提下，通過改變傳統密封形式，防止潤滑油泄漏。

1.1 主要改進思路

（1）對設備的改進應以不破壞設備原結構為原則，擬采用新材料、新結構的新型密封方式來解決問題，同時需滿足設備密封的需求，大幅提高密封圈使用壽命。

（2）新研制的密封機構須便于拆卸、易于安裝，拆裝過程中不會對齒軸產生損傷。

1.2 選用合適的密封圈形狀及材料

（1）密封圈形狀和密封接觸面形狀。外圈采用O形密封圈，內圈采用環柱狀滑環密封圈，齒套處為尖唇口密封，齒軸處為矩形面密封，齒軸處為尖唇狀靜密封，齒軸處為矩形面動密封，不易漏油。

（2）密封圈選用的材料。油封支架選用聚甲醛材料，設計為內圈帶有2個凹槽、外圈帶有1個凹槽，且一端帶有螺紋的組合體，O形圈選用氟橡膠，安裝在環槽內，產生反彈力實現密封，選用聚四氟乙烯材料，應用兩組前后串聯的滑環達到阻隔油膜和防塵雙重效果，兩彈性體O形圈同樣選用氟橡膠，安裝在內圈兩環槽內，產生反彈力實現密封。

聚甲醛材料、氟橡膠、聚四氟乙烯，這些材料具有耐油、耐熱、耐磨損，抗氧化及耐老化的特點。

2 方案實施

根據已有思路設計新油封，新設計的油封采用新型滑環式組合密封圈（圖1）取代原2個骨架油封，由滑環和彈性體組合而成，即在O形圈與旋轉軸表面之間裝了滑環，由O形圈的壓縮量產生反彈力使滑環緊貼在滑動面上起到密封作用[2-3]。由于具有摩擦力低、無爬行、耐高壓、溝槽結構簡單等優點，在低摩擦阻力狀況下，可使泄漏量控制到極佳狀況。通過綜合比較，決定內圈采用2個滑環串聯，外圈則采用了O形圈的形式，2組串聯的滑環和1個O形圈則是通過新設計的油封支架承載，分別對蜘蛛手的齒軸和齒套進行密封，以達到防滲防塵的效果。如圖2所示，新的油封載體設計為整體結構，內圈帶有2個凹槽、外圈帶有1個凹槽，且一端帶有螺紋的組合體。其中，內圈的2個凹槽分別安裝2個串聯的滑環，使其與齒軸接觸，以對齒軸進行密封；外圈的1個凹槽用于安裝O形圈，使其與齒套接觸并密封。根據設備上實際的安裝空間，將油封支架的一端（外端）設計成螺紋狀，可外接新油封的安裝工裝（套管），以保證油封的安裝質量和方便拆卸。按照上述設計方案設計組合出的新型油封如圖3所示。

圖1 滑環式組合密封圈結構

圖2 油封支架設計

圖3 新型油封

為克服原油封拆裝困難的缺點，實現新油封的快速拆卸與裝配，并保證安裝質量，在設計新型油封的同時，還設計了安裝工裝，如圖4所示，工裝為套管狀，一端帶有螺紋，可與新型油封的外端螺紋相連接，以實現新油封的順利取出和安裝。新研制的蜘蛛手組合密封圈裝置結構簡單，易于拆裝，較好地解決了蜘蛛手機構傳送臂齒輪軸漏油、滲油的現象，滿足了生產的需要。

圖4 工裝

3 結果與分析

將新研制的密封圈安裝在ZJ17機組設備上，通過3個月連續跟蹤觀察。統計漏油次數和維修時間。換算后1 a的蜘蛛手漏油維修次數為3次，維修時間為2 h，使用新型密封圈效果提升明顯，蜘蛛手機構傳送臂的齒軸稍有漏油、滲油現象，且齒軸只有輕微磨損。

對于使用前和使用后的平均每臺機組1 a的蜘蛛手漏油維修時間作了對比，由數據可見，減少了平均維修次數，降低了維修成本，保證了產品質量；平均維修時間也大幅縮短，減輕了勞動強度，提高了維修效率，提高了有效作業率。

4 結論

旋轉軸動態封油是行業內經常面臨的較為棘手的問題，潤滑油的跑、冒、滴、漏現象非常普遍，通過采用新材料、新技術對骨架密封圈進行了改進，延長了更換密封件的周期，降低了旋轉軸的磨損，同時安裝、拆卸較為方便。為解決這一難題提供了嶄新的思路和方法。