輸送機減速器伸出軸密封滲漏油問題的探討

張 瑞， 宇廣鑫

（潞安集團王莊煤礦， 山西 長治 046031）

引言

減速器封裝在剛性殼體內，并由齒輪傳動、蝸桿傳動以及相應的齒輪一蝸桿傳動等構成，可以起到原動件與工作機之間的減速。減速器屬于精密儀器的范疇，其應用行業主要包括煤炭、船舶、建材、電力、冶金、有色等，主要出現的問題是滲漏油。滲漏油往往引發油脂的浪費，其不僅會造成生產成本的增加、設備維護次數的增加等，而且會引發減速器缺油，以及給齒輪嚙合面帶來嚴重的磨損，與此同時給周圍的環境帶來污染等。假如設備處于連續的高溫運轉狀態，那么容易造成加速漏油現象的發生，從而給設備的運行帶來嚴重的影響。

1 減速器伸出軸滲漏油原因

1.1 減速器伸出軸骨架油封損壞

通常安裝骨架油封的過程中，工作人員并沒有在相應的軸端鍵槽位置采取措施，在安裝油封唇位置時，被軸端鍵槽損失，這樣使得減速器伸出軸處于工作狀態時，出現滲漏油。由于減速器伸出軸表面存在如下幾個方面的缺陷：粗糙度大、不光滑、容易發生點蝕、發生腐蝕等現象。在安裝密封時，往往容易在骨架油封唇位置出現劃傷等缺陷，從而導致減速器在工作狀態下出現泄漏的現象。由于熱裝聯軸器會對骨架油封帶來燙傷，最終導致油封老化。在對熱裝聯軸器進行檢修的過程中，并沒有依據聯軸器操作的相關規定，對聯軸器的溫度進行控制，從而減少聯軸器側油的使用時間。當已經實現熱裝配時，工作人員沒有對其進行降溫，從而在一定程度上增加了加速器骨架油封的老化程度，最終也降低了油封的使用壽命，增加了減速器滲油的概率。該更換減速器齒輪時，相關工作人員并未嚴格依據操作流程開展工作，這樣會引起一些鐵屑落入油液中，因此減速器在運行的過程中出現伸縮軸滲油。當油壓逐漸加大以及相應的設備處于較高的轉速下，這些雜質將會嚴重沖擊傳動軸以及油封唇部，最終降低軸的精確度，致使伸出軸表面出現凹槽，增加滲油的風險[1]。

此外，骨架油封自身也存在質量問題，主要是由于在生產骨架油封時，選取的材質問題，產品使用之初未出現質量問題，但是在應用一段時間之后，卻因為設備的運轉速度、所處的溫度以及油壓問題，致使骨架油封出現變質等問題，最終形成滲油。因此需要及時進行更換，從而能夠有效地減少經濟損失。

1.2 減速器內外環境溫差大

依據義耳- 馬略特定律進行分析可以發現，減速器在工作的過程中，減速箱溫度將會逐漸升高，致使箱內壓強急速升高。通過研究發現，箱體內的溫度和壓力之間呈現線性關系。當箱體內外溫差達到10 ℃時，箱體內的壓強增加1 倍。隨著減速器的繼續運行，減速器箱體內部的壓力將會逐漸增加，相應的壓力差也會逐漸增加，這時導致潤滑油飛濺，在減速器箱體內部擴散，假如箱體密封不嚴，往往會形成滲漏。

1.3 輸入以及相應的輸出軸密封唇部出現正常磨損

在實施裝配的過程中，由于軸承和密封唇部設置有過盈配合，將導致兩者之間出現一定的磨損。經過一定的時間磨合，最終出現間隙配合，從而出現漏油現象。

1.4 由伸出軸密封設計形成缺陷

王莊煤礦各個采煤機構選用的減速器伸出軸密封如圖1 所示，主要劃分為如下兩種：接觸式密封、非接觸式密封。通過分析圖可以發現，軸承端蓋以及相應的伸出軸主要是用骨架油封的形式進行密封，與此同時將其借助螺栓安裝在減速器箱體上。對于軸承端蓋與對應的迷宮端蓋而言，可以選用迷宮密封的形式實現密封，迷宮端蓋和軸承之間采用間隙配合，并將迷宮端蓋使用螺釘固定在軸承上面，當處于工作狀態時，其能夠和伸出軸一起轉動。分析圖1發現，其密封相對簡單，由此可以看出并未形成密封腔。當軸承端蓋位置的骨架油封出現磨損，那么減速器箱體中儲存的齒輪油往往有如下幾種方式出現泄漏：第一，軸承端蓋油封唇部；第二，迷宮端蓋與伸出軸，從而導致油脂浪費。

圖1 伸出軸密封方式

2 減速器伸出軸的優化

2.1 安裝更換密封的優化

安裝骨架油封的過程中，依據螺旋方向在伸出軸端鍵槽處纏繞膠帶，一直到軸端鍵槽都被膠帶纏住，這樣可以保障油封唇部不被劃傷，最終防止在伸出軸密封位置出現滲漏，如圖2 所示。

圖2 安裝骨架油封優化方式

在更換以及安裝密封時，必須借助砂紙等將伸出軸打磨干凈，以有效地保證伸出軸表面不存在銹蝕以及高點等，接著在伸出軸表面涂抹一定的潤滑油，這樣可以防止油封唇部出現翻邊。

通常情況下，減速器伸出軸所使用的密封形式為動密封，其密封程度較高。為了更好地優化滲油現象，從而選取高分子復合材料，尤其是對于密封唇部而言，其必須具有較高的物理特性，諸如：抗溫、抗壓、抗變質能力較強等，能夠使得軸與唇部保持過盈配合，極大地減少滲油現象。

2.2 減速器檢修標準作業步驟的優化

在對聯軸器進行校正時，一定保證軸偏差以及角偏差能夠處于設定范圍內，這樣能夠保證油封唇部給軸提供合適的壓緊力，防止出現滲漏現象。與此同時，熱裝配聯軸器時，必須保證聯軸器所處的溫度以及冷卻時間，這樣能夠有效地保證油封唇部不會出現變脆以及老化等現象。在對減速器齒輪油進行更換時，必須將油箱內的油全部放出，這樣能夠保證齒輪油的清潔。與此同時必須按照標準加油。

3 實施創新措施

3.1 設計呼吸帽結構

依據以上描述可以發現，減速線內外具有較大的壓力差，其是誘發滲油的主要因子。由于減速器長時間處于高負荷運轉，使得減速器箱體內部的壓力逐漸增加，這樣導致滲漏油越來越嚴重。因此，有效地降低減速器箱體內外壓力差，極大地避免了軸滲漏油[2]。

由于通氣罩相對容易出現堵塞以及內外減速箱內外壓力較大，當不改變罩過濾等級的情況下，可以把罩改成通氣量相對較大的通氣罩，這樣能夠有效地增加通氣管的長度，設計如圖3 所示。

圖3 自制通氣罩

自制通風罩主要由如下四個單元構成：第一，呼吸帽底座；第二，海綿；第三，壓蓋；第四，鍍鋅鋼管。底座以及壓盤都選用具有抗銹能力與使用壽命長的尼龍材料。固定選用螺紋連接，這樣便于清理，能夠有效地降低工作強度。壓蓋表面四周均勻地分布2圈小孔，這樣能夠有效的提高呼吸能力。通常情況下，過濾網可以使用海綿，其能夠節省不必要的經濟開支，并且過濾能力良好。通常，將減速器和呼吸帽的連接方式設置為：螺紋連接，這樣不僅便于拆卸，而且便于清理。而相應的連接件通常選用鍍鋅鋼管，其不僅具有較強的抗腐蝕能力，而且具有較長的使用年限。筆者設計的通氣罩不僅能減少減速器內外壓力差，而且可以控制恒壓裝置，從而能夠有效地避免滲漏現象。經過實踐發現，選煤廠滲油量減少了5 kg，這樣不僅能夠有效地降低陳本，而且可以減少維修人員的勞動強度。

3.2 改變伸出軸骨架油封的水平位置

鑒于伸出軸滲漏油的主要原因來源于密封唇部磨損，可以改變骨架油封密封唇所處位置的伸出軸方向，這樣能夠有效地減少因軸磨損以及相應的骨架油封密封唇部以及相應的伸出軸之間形成過盈配合。以下是相應的配合方式：可以在減速器軸承端蓋骨架油封位置低部纏繞鋼絲，這樣可以拉動原油封伸出軸之間的位置，從而可以使得伸出軸和密封之間形成過盈配合，能夠有效地防止出現滲漏的現象。如圖4 所示。

圖4 油封更新安裝方式

3.3 優化伸出軸密封方式

基于原伸出軸密封與理論的基礎上進行改進，首先增加了一道骨架密封結構，對迷宮端蓋進行優化設計，并去除一道迷宮密封，這樣可以使得密封軸成為雙重閉合的密封腔，從而能夠有效地避免出現滲漏現象。通常采用如下方式：第一，去除一道迷宮密封，這樣能夠使得迷宮端蓋以及相應的軸承端蓋進行有效的結合，與此同時在結合面中設計一個U形密封圈。第二，對迷宮端蓋進行優化設計，一般在其與伸出軸結合面位置增加一個骨架油封，并使得兩者之間采用間隙配合。與此同時采用螺紋連接將迷宮端蓋固定在伸出軸上，第三，為了防止滲漏油的發生。本次設計采用三道密封：2 道骨架油封、1 道U形密封圈所構成的密封腔，如圖5 所示。

圖5 伸出軸更新密封方式

通過分析可以發現，改進伸出軸的密封之后，不論其中任何一個磨損都不會引發滲漏油。因此能夠有效地防止滲漏油，這樣能夠有效地保證設備的穩定性，與此同時能夠有效地降低維修人員的勞動強度，也為環保事業作出應有的貢獻，避免給公司造成不必要的經濟損失等[3]。

4 結語

骨架油封設計安裝優化主要包括骨架油封的質量的保證、對日常維修流程進行標準化處理、伸出軸骨架油封的水平位置的改變、伸出軸密封方式的優化四個環節，將優化措施在潞安集團王莊煤礦刮板輸送機減速器上，能夠有效地改善減速器伸出軸滲漏現象。