用于齒輪組裝式離心壓縮機(jī)滑動軸承的防漏油密封機(jī)構(gòu)

＊閆 鋒

（沈陽鼓風(fēng)機(jī)集團(tuán)齒輪壓縮機(jī)有限公司 遼寧 110869）

工業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，齒輪組裝式離心壓縮機(jī)用滑動軸承居核心地位，然而，該密封構(gòu)造具有漏油及污染等問題，軸承性能攸關(guān)其運(yùn)用效能與持久性。針對此問題，必須研發(fā)一種高效防漏油密封裝置。目前，關(guān)于滑動軸承密封結(jié)構(gòu)的研究頗為豐富，尚有制約因素未能避免。因此，本研究重點(diǎn)在于剖析與優(yōu)化現(xiàn)有密封架構(gòu)，構(gòu)建一種創(chuàng)新防油泄漏密封方法，改進(jìn)軸承密封性能并提升使用壽命。

1.傳統(tǒng)密封結(jié)構(gòu)存在的問題

（1）密封性能不佳。在高速運(yùn)作或高壓環(huán)境下，傳統(tǒng)密封構(gòu)造容易出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象。受限于傳統(tǒng)密封設(shè)計(jì)的理念和材料特性，軸承內(nèi)部潤滑油密封失效，導(dǎo)致潤滑油系統(tǒng)無法正常運(yùn)行。這種潤滑油泄漏現(xiàn)象不僅會導(dǎo)致油料損失，能源及材料遭受損耗，軸承運(yùn)作或呈現(xiàn)不穩(wěn)定、摩擦加劇、溫度升高等情況，軸承的使用壽命和安全運(yùn)行因此受到影響。受外部環(huán)境因素較大影響的常規(guī)密封構(gòu)造。例如，高溫或低溫環(huán)境下，密封件材質(zhì)性能會發(fā)生改變，密封部件硬化、變形或破裂導(dǎo)致密封效果下降。此外，傳統(tǒng)密封結(jié)構(gòu)在抵御粉塵、水汽等環(huán)境介質(zhì)滲透能力較弱，軸承內(nèi)部容易受到異物侵入和污染，因此，軸承運(yùn)行會受到負(fù)面影響。

傳統(tǒng)密封結(jié)構(gòu)的研發(fā)與制作精度相對較低，因此，產(chǎn)生了局限性，配合間隙不足或間隙過大，密封部件局部磨損或磨損不均衡，也可能導(dǎo)致密封效果減弱。特別是在軸承高速旋轉(zhuǎn)的內(nèi)部，軸頸與密封件間的密封效果顯得尤為關(guān)鍵，傳統(tǒng)密封結(jié)構(gòu)難以應(yīng)對高速運(yùn)作要求，泄漏問題愈發(fā)突出。密封性能上，傳統(tǒng)密封架構(gòu)存在眾多弊端，這方面因素對軸承的正常運(yùn)行與使用壽命具有顯著影響，難度與成本攀升，維修愈發(fā)棘手。因此，開發(fā)一款創(chuàng)新型防漏油封堵設(shè)備，提升軸承密封性能并增加使用周期，具有顯著的理論價(jià)值和實(shí)際應(yīng)用重要性。

（2）易損壞。傳統(tǒng)密封構(gòu)造中采用硬質(zhì)密封部件，該材料在外部沖擊或受力失衡時(shí)，極易破損，表現(xiàn)出較高的脆弱性。軸承運(yùn)行過程中，其自激振動與軸向載荷的變動會導(dǎo)致運(yùn)行狀態(tài)發(fā)生變化，密封件在受到外力作用下易產(chǎn)生裂紋或破損現(xiàn)象，因此，原有的密封性能已不復(fù)存在[1]。這種易損性對軸承運(yùn)行造成干擾，密封件維護(hù)及替換頻次增加，致使維護(hù)費(fèi)用增高。裝配過程中，傳統(tǒng)密封構(gòu)造易受到破壞。在操作或組裝過程中，若有不當(dāng)操作或用力過度的現(xiàn)象，密封件易變形、開裂或破損，密封性能受限。尤其在密封件與軸頸接觸的密封區(qū)域，裝配力度過大或引發(fā)密封件部分壓力過高，密封性能下降導(dǎo)致泄漏問題加劇。

傳統(tǒng)密封結(jié)構(gòu)受制于制造工藝與材料限制，調(diào)控密封件協(xié)同間隙頗具挑戰(zhàn)，密封件磨損失衡現(xiàn)象較為普遍。軸承在長時(shí)間運(yùn)行中，潤滑油效果減弱或密封部件磨損導(dǎo)致性能下降，密封部件局部磨損或磨損不均衡，可能導(dǎo)致密封效能衰減。一旦這類磨損現(xiàn)象發(fā)生，軸承的潤滑性能便會受到影響，因此，軸承運(yùn)行及使用壽命受制約。軸承功效及壽命直接受傳統(tǒng)密封構(gòu)造易損性的影響，提高了軸承的維護(hù)與修復(fù)成本。因此，打造一款新型防漏油密封器具，具有優(yōu)異的抗損性能和持久壽命特征，軸承性能與可靠性的提升至關(guān)重要。

（3）維護(hù)困難。傳統(tǒng)密封構(gòu)造由多個(gè)密封部件組成，精確協(xié)同是密封部件所必需的，且需歷經(jīng)復(fù)雜的組裝步驟。因此，在維護(hù)階段需拆除軸承的大部分部件，僅在密封件更替或維護(hù)完畢后，方可執(zhí)行后續(xù)步驟。這樣的維護(hù)流程頗為繁瑣且耗時(shí)較長，此外，也可能引發(fā)其他部件受損或丟失，增加了維護(hù)的繁瑣程度及維護(hù)成本。傳統(tǒng)密封結(jié)構(gòu)得益于制造工藝及材料限制，而生成密封件壽命較短，需頻繁更換[2]。長時(shí)間高速摩擦導(dǎo)致密封件磨損老化，原有密封性能已不復(fù)存在。鑒于更換密封件所涉及的技術(shù)層面較高且需運(yùn)用專業(yè)設(shè)備，因此，成本與維護(hù)難度逐步增加。

保持傳統(tǒng)密封構(gòu)造需專業(yè)人員及專用器具。密封件的更替或修理需接受專業(yè)技能培訓(xùn)及安全操作指導(dǎo)，為確保維護(hù)流程順暢及質(zhì)量達(dá)標(biāo)，務(wù)必實(shí)施相應(yīng)措施。然而，受限于專業(yè)技能與設(shè)備，并非所有運(yùn)維人員都具備處理密封件維護(hù)的素質(zhì)，這導(dǎo)致相關(guān)任務(wù)更具挑戰(zhàn)性。傳統(tǒng)密封結(jié)構(gòu)維護(hù)難度較大，從而使軸承維護(hù)的效率和質(zhì)量受到影響，進(jìn)而提高了維護(hù)成本和復(fù)雜性。因此，打造一款簡便維護(hù)的新型防漏油密封裝置，關(guān)乎其在實(shí)際應(yīng)用中的關(guān)鍵作用。這種新型密封部件需擁有易替換、維修便捷及操作簡潔等特點(diǎn)，提升軸承的保養(yǎng)性與穩(wěn)定性。

（4）使用壽命短。受限于傳統(tǒng)密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造技藝，長時(shí)間高速運(yùn)行下，密封件往往無法達(dá)標(biāo)。高速軸承內(nèi)的密封部件承受較高摩擦和壓力，密封部件損耗及老化可能導(dǎo)致安全隱患，因此，原有的密封性能已不復(fù)存在。在此類環(huán)境下，軸承的潤滑效能將降低，摩擦使得溫度升高，因此，軸承運(yùn)行及使用壽命受制約。傳統(tǒng)密封結(jié)構(gòu)因外界環(huán)境因素影響，密封性能加劇，從而影響密封件使用壽命。例如，高溫或低溫環(huán)境下，密封件材料性能或發(fā)生變動，密封件硬化、變形或破裂將導(dǎo)致密封性能受損[3]。此外，傳統(tǒng)密封結(jié)構(gòu)在抗粉塵、防水汽等環(huán)境介質(zhì)方面性能不足，密封件易受到異物的影響，密封性能衰減引發(fā)密封元件磨損加劇。

傳統(tǒng)密封架構(gòu)損傷后將波及密封元件的使用時(shí)長。鑒于密封件之間的精準(zhǔn)協(xié)同需求，裝配流程對技藝與精確度具備較高需求，密封件在操作失誤或裝配力度過大時(shí)，可能導(dǎo)致形狀改變、裂縫或破損，因此，密封性能衰減引發(fā)密封部件使用期限縮減。傳統(tǒng)密封結(jié)構(gòu)壽命較短，軸承的可靠性與運(yùn)行持久性直接受到影響，提高了軸承的養(yǎng)護(hù)及替換成本。因此，打造一款高效防漏油密封器具，優(yōu)化軸承品質(zhì)與穩(wěn)定性為關(guān)鍵所在。

2.齒輪組裝式離心壓縮機(jī)滑動軸承的防漏油密封機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

（1）基于柔性材料的密封件設(shè)計(jì)。基于柔性材料的密封件設(shè)計(jì)在化工行業(yè)中扮演著至關(guān)重要的角色，因?yàn)榛ぴO(shè)備往往需要處理各種腐蝕性、高溫高壓等極端條件下的介質(zhì)，而密封件的質(zhì)量直接影響設(shè)備的安全性和效率。在化工行業(yè)中，密封件通常需要具備良好的耐腐蝕性、耐高溫性、耐壓性和耐磨性。因此，柔性材料密封件的設(shè)計(jì)首先要選擇適合化工環(huán)境的高性能材料，如氟橡膠（FKM）、聚四氟乙烯（PTFE）等。密封件的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)應(yīng)考慮到密封部位的形狀、尺寸和表面特性，以確保密封件與被密封部位完全貼合，形成有效的密封。同時(shí)，可以采用多層結(jié)構(gòu)或帶有波紋的設(shè)計(jì)，以增加密封性能和適應(yīng)性。在化工環(huán)境中，密封件常常會受到腐蝕介質(zhì)的影響，因此設(shè)計(jì)時(shí)可以考慮在密封件表面采用特殊的耐腐蝕涂層或處理工藝，增強(qiáng)其耐腐蝕性能。柔性材料密封件的設(shè)計(jì)要考慮化工設(shè)備所處的工作溫度和壓力范圍，確保密封件在高溫高壓條件下仍能保持良好的密封性能。

（2）采用雙重密封原理。為了提升密封性能及穩(wěn)定性，雙重密封機(jī)理的運(yùn)用賦予其高度實(shí)用價(jià)值。雙重密封技術(shù)將靜密封與動密封兩種方式相結(jié)合，旨在深入探索并發(fā)揮兩者優(yōu)勢，因此，提升密封性能的穩(wěn)定性和可靠性。靜態(tài)密封環(huán)節(jié)采用O 形圈、橡膠墊等密封元件，用于防止?jié)櫥托孤┑姆舛螺S承外側(cè)環(huán)境介質(zhì)。靜態(tài)密封件得益于其卓越的彈性和形變性能，軸承在運(yùn)行中對外部壓力與溫度變化的適應(yīng)性較高，保障密封效果的穩(wěn)定性和可靠性。

動態(tài)密封區(qū)域配備動態(tài)密封部件，如密封唇和密封環(huán)等，軸頸密封界面遏制潤滑油泄漏。動態(tài)密封件確保軸頸密封銜接，構(gòu)建穩(wěn)定密封屏障能有效避免軸承運(yùn)行過程中潤滑油的滲漏問題，確保軸承內(nèi)部潤滑油高效流轉(zhuǎn)，為確保軸承運(yùn)行環(huán)境免受外部污染物干擾，必須實(shí)施防護(hù)措施[4]。雙重密封機(jī)制充分利用靜態(tài)與動態(tài)密封性能特點(diǎn)，這一舉措切實(shí)地解決了單一密封手段帶來的不足之處，提升了密封性能的穩(wěn)定性和可靠性。靜態(tài)密封元件的主要職責(zé)是阻止外部介質(zhì)滲透，動態(tài)密封元件的核心職責(zé)是防止?jié)櫥蜐B漏，在協(xié)同作用下，軸承的密封性能得到確保。因此，雙重密封機(jī)理在滑動軸承防泄漏密封構(gòu)件中具備明顯的效能優(yōu)勢及現(xiàn)實(shí)意義。

（3）優(yōu)化密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。優(yōu)化密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對于化工行業(yè)至關(guān)重要，因?yàn)榛ぴO(shè)備在處理腐蝕性介質(zhì)、高溫高壓條件下工作時(shí)，密封件的性能直接影響設(shè)備的安全性和運(yùn)行效率。選擇具有優(yōu)良化學(xué)穩(wěn)定性、耐腐蝕性和耐高溫性的材料，如氟橡膠、聚四氟乙烯（PTFE）、聚醚醚酮（PEEK）等。優(yōu)化材料選擇可以提高密封件在化工介質(zhì)中的耐受性，延長其使用壽命。采用適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，如多層結(jié)構(gòu)、波紋密封等，以增加密封件的彈性和適應(yīng)性，確保密封性能在不同工作條件下都能夠穩(wěn)定可靠。對密封件表面進(jìn)行特殊處理，如陶瓷涂層、金屬化處理等，增強(qiáng)其耐磨性和耐腐蝕性，減少摩擦損耗，提高密封效果和使用壽命。優(yōu)化設(shè)備的密封環(huán)境，通過控制溫度、壓力等參數(shù)，減少對密封件的不利影響，延長其使用壽命，并降低維護(hù)成本。對優(yōu)化后的密封結(jié)構(gòu)進(jìn)行密封性能測試，并建立密封性能監(jiān)測系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測密封件的工作狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并采取措施，確保設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。設(shè)計(jì)時(shí)考慮密封件易于安裝和更換，采用標(biāo)準(zhǔn)化的密封結(jié)構(gòu)和連接方式，降低更換成本和維護(hù)難度，提高設(shè)備的可維護(hù)性。借助計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）和有限元分析（FEA）等工具，對密封結(jié)構(gòu)進(jìn)行仿真和優(yōu)化，優(yōu)化設(shè)計(jì)參數(shù)，提高密封件的性能和可靠性。

（4）加強(qiáng)密封件的耐磨性和耐腐蝕性。滑動軸承防漏油密封性能與可靠性的提升，增強(qiáng)密封件抗磨損抗腐蝕效應(yīng)至關(guān)重要。密封件在長期運(yùn)行過程中，容易受到摩擦與腐蝕因素的干擾，因此，提升密封件的耐磨與抗腐特性，關(guān)鍵在于增強(qiáng)密封性能與延長使用壽命。選用優(yōu)秀耐磨抗腐蝕材料至關(guān)重要。常見材料包括特殊聚合物、氟橡膠及聚四氟乙烯（PTFE）等品種，這些材質(zhì)擁有優(yōu)異的抗磨損和抗腐蝕性能，應(yīng)對嚴(yán)苛環(huán)境保持性能優(yōu)越[5]。因此，在選取密封件材料時(shí)，優(yōu)先考慮性能優(yōu)異的種類，以確保密封件在長期運(yùn)行中保持優(yōu)異的密封效果。運(yùn)用特殊表面處理技術(shù)增強(qiáng)密封部件的耐磨抗腐蝕性能。例如，這些方法（如表面噴涂和化學(xué)鍍）可適用于此，密封件表層構(gòu)建穩(wěn)固防護(hù)層，提升抗腐蝕性與硬度，增進(jìn)密封部件耐用性。

調(diào)整密封構(gòu)造及密封元件形態(tài)，關(guān)鍵在于增強(qiáng)密封件的耐磨抗腐性能。改進(jìn)密封架構(gòu)策略以增強(qiáng)性能表現(xiàn)，降低密封件與軸頸摩擦損耗，減緩密封件磨損速度；實(shí)施恰當(dāng)?shù)拿芊饧螤顑?yōu)化，減小密封件表面積與外部介質(zhì)的接觸程度以降低密封件的腐蝕速率。此舉可有效減輕密封件磨損及腐蝕，提升其耐用性。提高滑動軸承防漏油密封機(jī)構(gòu)效能及穩(wěn)定性的主要方法之一為加強(qiáng)密封部件的抗磨損與抗腐蝕特性。運(yùn)用高品質(zhì)素材及表面處理工藝，及采取合適的密封結(jié)構(gòu)和密封件形狀等措施，顯著提升密封件抗磨損與抗腐蝕功能，提升密封部件耐用性以保障密封成效持久可靠。

（5）結(jié)合潤滑系統(tǒng)設(shè)計(jì)。密封機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)與潤滑系統(tǒng)密切配合。潤滑油供應(yīng)與潤滑系統(tǒng)運(yùn)行機(jī)理為密封構(gòu)件所密切關(guān)注，確保密封件與潤滑系統(tǒng)之間的密封效果卓越。例如，能夠開發(fā)適宜的潤滑油導(dǎo)向架構(gòu)與排油槽方案，在無密封機(jī)構(gòu)限制的環(huán)境下，確保潤滑油的順暢流動。軸承運(yùn)行狀況及工作環(huán)境是密封設(shè)計(jì)的關(guān)鍵考量要素。軸承運(yùn)行速度、負(fù)載及溫度等指標(biāo)，改進(jìn)密封部件的構(gòu)造與形狀，確保密封效果穩(wěn)定且可靠。

密封機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)全面評估外部環(huán)境對其產(chǎn)生的影響。例如，在極為嚴(yán)苛的工作環(huán)境中，如高溫、高壓及腐蝕性介質(zhì)等場合，密封構(gòu)件需具備卓越的密封性能及抗腐蝕能力，以確保軸承順暢運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，在研發(fā)密封構(gòu)造時(shí)，需全方位考慮外部環(huán)境因素影響，執(zhí)行特定防護(hù)措施，提升密封部件的穩(wěn)定性和可靠性。

3.總結(jié)

因此，齒輪組裝式離心壓縮機(jī)滑動軸承防漏油密封設(shè)計(jì)被視為綜合性工程難題，全面考慮材料、結(jié)構(gòu)、潤滑系統(tǒng)等多方面因素，實(shí)施嚴(yán)謹(jǐn)且高效的規(guī)劃策略，保障軸承順暢運(yùn)轉(zhuǎn)需進(jìn)行軸承的切實(shí)保養(yǎng)與防護(hù)。