王勇(yǒng)　徐鳴鶴　林(lín)再洪(hóng)

摘　要：分析了高(gāo)線軋機密封系(xì)統(tǒng)進水的(de)原因(yīn)，介紹了一類軸(zhóu)承座密封系統的改(gǎi)造方法。對(duì)冶金(jīn)行業(yè)技術(shù)改造具有較強(qiáng)的借鑒價值(zhí)。

關(guān)鍵詞(cí)：密封；線材(cái)軋機；軸承座

近(jìn)年來，國内引進(jìn)了多條(tiáo)高速線(xiàn)材軋機(jī)。為了降(jiàng)低成本(běn)，高(gāo)線裝備中(zhōng)的主體部(bù)分預精軋(zhá)機、精軋機是(shì)從國外(wài)引進，而初軋機和中軋(zhá)機(jī)組是(shì)國内配套。筆者(zhě)走訪(fǎng)過(guò)許多高(gāo)線廠，發現(xiàn)立輥(gǔn)軋機的下(xià)軸承(chéng)座漏油(yóu)進水時有發(fā)生(shēng)，燒軸承(chéng)、甚至(zhì)停産(chǎn)也經(jīng)常出現(xiàn)。而高速(sù)線材軋機(jī)生産線最顯(xiǎn)著的特點就是軋制的(de)連續(xù)性和工作(zuò)的高可靠性。顯(xiǎn)然,這(zhè)種漏油進(jìn)水的現象嚴重(zhòng)幹擾了正常的生産(chǎn)秩序，雖然(rán)廠家都很重視(shì),也采取很多辦法，比(bǐ)如：用(yòng)機械(xiè)密封代(dài)替橡膠(jiāo)密封或者(zhě)使用(yòng)磁力密(mì)封代替(tì)橡膠(jiāo)密封，甚至(zhì)有廠家在軋輥(gǔn)下端(duān)車出凹槽(cáo)綁上傘狀尼龍(lóng)布即“綁雨(yǔ)傘 ”的(de)辦法來(lái)防止水進入(rù)軸承。但這(zhè)些方法(fǎ)都存在(zài)許多問(wèn)題，比如(rú)改造(zào)成本非常高(特(tè)别是(shì)磁力(lì)密封)，改造(zào)周期過長，而“綁雨傘 ”的辦法直接影(yǐng)響(xiǎng)到軋輥的強(qiáng)度。筆者(zhě)認(rèn)為軸承座(zuò)進水的主(zhǔ)要原因是密封(fēng)系統(tǒng)設計不合(hé)理，而(ér)并(bìng)非橡膠(jiāo)密封(fēng)不适用于(yú)這種工況(kuàng)條件。當然(rán)也(yě)不排除(chú)有密(mì)封(fēng)件質量低劣(liè)、安裝(zhuāng)方法(fǎ)錯誤(wù)等(děng)原因造成的洩漏(lòu)。

一般(bān)情況下(xià)高線軋機初(chū)中軋軸承座密封工(gōng)況條(tiáo)件是(shì)：轉速(sù)<25ｍ/s；溫(wēn)度(dù) <100℃；介質(zhì)是潤(rùn)滑脂(zhī)、潤滑油以及外(wài)界的冷卻水和氧化(huà)鐵皮；壓力(lì)0～0.05Ｍaa。輥軋(zhá)機(jī)的(de)下軸(zhóu)承座象漏鬥形(xíng)狀，由于長(zhǎng)期承受冷(lěng)卻水、氧化(huà)鐵(tiě)皮、水蒸(zhēng)氣等(děng)的沖刷,很容易(yì)進水甚至氧化鐵皮等雜質，導(dǎo)緻軸承磨損甚(shèn)至燒(shāo)軸承，增加(jiā)了高(gāo)線廠停機檢修(xiū)時間以及設備維修費用。西北(běi)某鋼鐵廠經常出現燒軸(zhóu)承這樣(yàng)的惡劣(liè)情況。該廠(chǎng)初中(zhōng)軋是1～14機(jī)架,這些機架(jià)下軸承座(zuò)的軸(zhóu)承壽命短(duǎn)的隻有(yǒu)2個(gè)月，長的也不(bú)超(chāo)過4個(gè)月。本文(wén)作者以(yǐ)該廠(chǎng)10～14機架軸承座(zuò)密封系統為(wéi)例來說明改造(zào)過程。

1　存在的問(wèn)題

如(rú)圖(tú)1所(suǒ)示，軋(zhá)機機架軸承座(zuò)密封系統是由(yóu)一個内骨(gǔ)架單(dān)唇口(kǒu)油(yóu)封(210ｍｍ×250ｍｍ×15ｍｍ)、一個(gè)标準水封(gva2000)、一個(gè)迷宮(gōng)密封組成(chéng)。該系統(tǒng)低(dī)估了(le)工況(kuàng)的惡劣程(chéng)度，系(xì)統設(shè)計不(bú)夠嚴密(mì)合理，主(zhǔ)要存(cún)在以(yǐ)下問題：

(1)油封是靠密(mì)封唇口施加給軸以徑向(xiàng)力，從(cóng)而起到(dào)密(mì)封作用。普(pǔ)通單密封(fēng)唇口密封安裝(zhuāng)是有方向性的，隻能起到單向(xiàng)密封作用。圖1中(zhōng)的油(yóu)封唇口朝下，原(yuán)設計(jì)的主(zhǔ)要目的是防止軸承(chéng)内的潤滑(huá)脂外溢(yì)。但(dàn)從軸承的實際使用情況來看(kàn)，其主(zhǔ)要作(zuò)用應(yīng)該是(shì)防止水進(jìn)入軸(zhóu)承，因(yīn)此(cǐ)筆者曾(céng)建議廠家改變安裝方向(xiàng)，使油(yóu)封唇口向上安裝。從後來實際(jì)的使用情況來看也(yě)印(yìn)證了筆者的推測，軸承(chéng)的壽(shòu)命(mìng)有所提高，但是仍沒有(yǒu)達到廠(chǎng)家(jiā)的實(shí)際使用要(yào)求。

(2)由于(yú)長(zhǎng)期(qī)接觸水(shuǐ)及水蒸氣，與水(shuǐ)封唇(chún)口的接觸(chù)面因(yīn)生鏽而不光滑，使水封使(shǐ)用效果(guǒ)和壽命(mìng)大打折扣(kòu)。水(shuǐ)封(fēng)從它的結(jié)構特(tè)點上決(jué)定其密(mì)封性能(néng)不(bú)會很(hěn)嚴密(mì)，它隻能将(jiāng)大部(bù)分水甩出(chū)而不能(néng)完全防(fáng)止水(shuǐ)進(jìn)入軸承(chéng)，另外(wài)水(shuǐ)封唇口(kǒu)向(xiàng)下(xià)安裝(zhuāng)的設(shè)計在這種工況(kuàng)條件(jiàn)下也不合理。

(3)迷宮(gōng)密封是(shì)利用(yòng)流(liú)體流經(jīng)迷宮(gōng)式曲(qǔ)折通(tōng)道的節流(liú)間(jiān)隙(xì)與膨(péng)脹空(kōng)腔，使(shǐ)工作介質産生節流(liú)效應(yīng)，以限(xiàn)制流(liú)體洩漏的(de)非接(jiē)觸式密封(fēng)。迷宮密封主要用于氣體介質(zhì)，需要密封的兩(liǎng)個(gè)腔(qiāng)體(tǐ)間具有(yǒu)壓力差。由于軋(zhá)制用(yòng)的冷卻水(shuǐ)所在的外部和(hé)軸承内(nèi)部幾乎沒有壓力差,密(mì)封的介質主(zhǔ)要(yào)是水(shuǐ)，因此(cǐ)在這種情(qíng)況下迷宮密封并不(bú)适用(yòng)。另外，迷宮密封(fēng)對加工精度、迷宮形狀、迷宮長(zhǎng)度都有較高的(de)要求(qiú)，因此采用(yòng)迷宮密(mì)封也會增加生産成本(běn)。

(4)從外(wài)界(jiè)侵(qīn)入的水被水封、油封(fēng)阻攔後堆(duī)積在(zài)密封(fēng)腔内被迷(mí)宮密封阻攔無法及時排出，必然會逐步滲入(rù)軸承(chéng)内。

2　改(gǎi)進措(cuò)施

圖2是改造後(hòu)的下軸承座的(de)密封(fēng)系統(tǒng)，該系(xì)統是由(yóu)2個内骨架雙(shuāng)唇口(kǒu)油封(210ｍｍ ×250ｍｍ×15ｍｍ)同向(xiàng)安裝、1個窄(zhǎi)斷面非标(biāo)水封(fēng)(gva2500)組成。該(gāi)密封系(xì)統有以下(xià)特點(diǎn)：

(1)原迷宮環(huán)上保(bǎo)留(liú)有(yǒu)一個金屬(shǔ)的凸(tū)出闆(pǎn)，将有(yǒu)效阻止水(shuǐ)、氧化(huà)鐵皮等對(duì)密封(fēng)系統的直接沖擊，從(cóng)而起到保(bǎo)護主密封系統(tǒng)的作(zuò)用。

(2)水(shuǐ)封是第二道防線，密(mì)封唇(chún)口向上，安裝時注意在唇(chún)口滑(huá)動(dòng)面上(shàng)塗覆薄層(céng)潤(rùn)滑脂。水封起(qǐ)到“粗密(mì)封”的作用(yòng)，它能夠把(bǎ)大部(bù)分水(shuǐ)及其它雜質甩(shuǎi)出。

(3)同向(xiàng)安裝的(de)兩個油封起到(dào)“精密(mì)封”的作用，防止(zhǐ)侵入的少量水(shuǐ)及雜質繼(jì)續侵入(rù)軸(zhóu)承。

(4)排水口(kǒu)的(de)設計有利于(yú)把侵入密(mì)封(fēng)腔(qiāng)内(nèi)的水及(jí)時排(pái)出。需要指(zhǐ)出的是排(pái)水口必須向(xiàng)下(xià)傾斜以防(fáng)止(zhǐ)外界的(de)水從排水口直(zhí)接侵(qīn)入(rù)?

(5)油封使(shǐ)用雙唇結(jié)構(如圖3所示(shì))，副唇口可以起到防止(zhǐ)潤滑(huá)油(yóu)外洩的(de)作用，主副密封唇口之(zhī)間可以(yǐ)存儲少量潤滑脂，防(fáng)止密封唇(chún)口出現幹摩擦。

(6)由于除去迷宮密封，端(duān)蓋及配(pèi)合件的(de)加工遠(yuǎn)比改造前簡單、容易。

3　改造過程(chéng)中注意(yì)事項

(1)密(mì)封件的制(zhì)造過(guò)程中，油封水封材料選(xuǎn)型以及(jí)配合時需(xū)要考(kǎo)慮的(de)幾個(gè)方面(miàn)：

①良好的耐油、耐水性是選材的(de)前提；在介(jiè)質老化過(guò)程中(zhōng)，體積(jī)變化、強度變化(huà)、伸長(zhǎng)率變化、壓縮永久(jiǔ)變(biàn)形等(děng)性能(néng)應達(dá)到并超過(guò)相(xiàng)應标準(zhǔn)值。

②唇(chún)口部位恢(huī)複性及跟随性要好，這就要求(qiú)膠料具有(yǒu)良好的彈性。

③制品硫(liú)化成型(xíng)時，必須(xū)考慮到膠料焦(jiāo)燒期、流動(dòng)性，以(yǐ)降低廢品率，提(tí)高産品外觀質(zhì)量及整(zhěng)體(tǐ)質量。

④材料的耐磨性。産品(pǐn)長時間高速旋(xuán)轉，唇口部位(wèi)磨損相(xiàng)當嚴(yán)重，提高膠料耐磨性可以(yǐ)延長(zhǎng)産品壽(shòu)命。

⑤材料(liào)選擇(zé)和膠料的(de)配方設計，還應該使(shǐ)膠料具有(yǒu)良好的(de)綜(zōng)合性(xìng)能。

(2)密封(fēng)件的安(ān)裝過程中應當保護(hù)好密封件(jiàn)的唇(chún)口(工作(zuò)面(miàn))，防止安(ān)裝(zhuāng)時劃(huà)傷；另外要防止(zhǐ)安裝時造成油(yóu)封變(biàn)形翹(qiào)曲。安(ān)裝注(zhù)意事項可以參(cān)考相(xiàng)關手冊或(huò)者(zhě)咨(zī)詢密(mì)封件廠(chǎng)家。

(3)因密封不能存儲在(zài)高溫熱(rè)源(yuán)附近(jìn)，而冶金(jīn)行(háng)業車(chē)間存(cún)在高(gāo)溫，且(qiě)粉塵(chén)較(jiào)多，因此(cǐ)在(zài)使(shǐ)用(yòng)密封之(zhī)前不(bú)要(yào)打開原(yuán)始包裝(zhuāng)以防止(zhǐ)粉塵、雜(zá)質粘附(fù)污染密封(fēng)唇口(kǒu)。

4　改造結果

這套(tào)密封系統(tǒng)經(jīng)過實際改造使用(yòng)，軸承壽(shòu)命得到成倍(bèi)提(tí)高(gāo)。按照(zhào)同樣的設計思(sī)路對 1～5機(jī)架和6～9機(jī)架進行(háng)改造，事實證明(míng)改造是(shì)成功的(de)。這種改(gǎi)造方式具有相(xiàng)對較低的(de)改造(zào)成本和制造周(zhōu)期，因此具(jù)有較(jiào)強的(de)實踐價值(zhí)。需要說明的是(shì)，由于原始設計(jì)的空間有限，這(zhè)套密(mì)封系統也(yě)不是(shì)很完善。主(zhǔ)要存(cún)在以下缺(quē)點：

(1)水(shuǐ)封被(bèi)迫(pò)改(gǎi)造成非(fēi)标窄端(duān)面結構，限制了(le)其性能；

(2)兩個油(yóu)封(fēng)缺少潤滑脂(zhī)注油口，有出(chū)現(xiàn)幹摩擦的(de)可能(néng)，安裝(zhuāng)時(shí)在油封(fēng)的兩(liǎng)個唇(chún)口之間要(yào)抹(mò)些潤滑(huá)脂。

參(cān)考(kǎo)文(wén)獻

【1】廣(guǎng)廷洪,汪德濤.密(mì)封件(jiàn)使用手冊.北京：機械工業(yè)出版社(shè),1994.

【2】汪(wāng)德濤,等.機(jī)械設計(jì)手(shǒu)冊：第3卷.北(běi)京：化(huà)學工(gōng)業出(chū)版社(shè),2002.

【3】李正(zhèng)波.軋機油(yóu)膜軸承(chéng)的df密封(fēng)與水封及df密封(fēng)、水封的(de)常見損(sǔn)壞形式(shì)分析與對策(cè).潤滑與密(mì)封(fēng),2003 (6).

（來源：潤(rùn)滑與密封(fēng)）

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