王勇　徐鳴(míng)鶴　林再洪

摘　要：分析了高線軋(zhá)機密封系(xì)統進水的原因(yīn)，介(jiè)紹了一類軸承座密封系統的改造方法。對(duì)冶金行業(yè)技術改造具有較強(qiáng)的借鑒價(jià)值。

關鍵詞：密封；線材軋機；軸承座

近年來(lái)，國内引進了多(duō)條(tiáo)高速線(xiàn)材軋機。為了降(jiàng)低(dī)成本，高(gāo)線裝備中的主體部分預精軋機、精軋(zhá)機是從國外引進，而初(chū)軋機和中軋機(jī)組是國内配套。筆者走訪過許多高線廠，發現立輥軋機的下軸承座漏油進水時有發生，燒軸承、甚至停産也經常出現。而(ér)高速線材軋機(jī)生産線最顯著的特點就是軋制的連(lián)續(xù)性和工作的高可(kě)靠性。顯然,這種漏油進水的(de)現象(xiàng)嚴重幹擾了正常的生(shēng)産秩序(xù)，雖然廠家都很重視,也采取很多辦法，比如：用(yòng)機械密封代替(tì)橡膠密封或者使用磁力密封(fēng)代(dài)替橡膠密封，甚至有廠家在軋輥下端車出凹槽綁上傘狀尼龍(lóng)布即“綁雨傘 ”的辦法來防止水進入軸承。但這些方法都存在許多問題，比如改造成本(běn)非常高(特别是磁力密封)，改造周期過長，而“綁雨傘 ”的辦法直(zhí)接影響到軋輥的(de)強度。筆者認為軸承座進水的主(zhǔ)要原因是(shì)密封系統設計不合理，而并非(fēi)橡膠密封不适(shì)用于這種工況條件。當然也不排除有密封件質量低劣(liè)、安裝方法錯誤等原因造成的洩漏。

一般情況下高線軋機(jī)初中軋軸承座密封工況(kuàng)條件是：轉速<25ｍ/s；溫度 <100℃；介質是潤滑脂、潤滑油以及外界的冷卻(què)水和氧化鐵皮；壓力0～0.05ＭAa。輥軋機的下軸(zhóu)承座象漏鬥形狀，由于長(zhǎng)期承受冷卻水、氧化鐵皮、水蒸(zhēng)氣等(děng)的沖刷,很容易進水甚至氧化鐵皮等雜質，導緻軸承磨(mó)損甚至燒軸承，增加了高(gāo)線廠停機檢修時(shí)間以及設備(bèi)維修費用。西北某鋼鐵廠經常出現(xiàn)燒軸(zhóu)承這樣的惡劣情(qíng)況。該廠初中軋是1～14機架,這些機架下軸承座的軸承壽命短的隻有2個月，長的也不超過4個(gè)月。本文作者以該廠10～14機架軸承座密封系統為例來說明改造過程。

1　存在(zài)的問題

如圖1所示，軋機機架軸承座密封系統是由一個内骨架單唇口油封(210ｍｍ×250ｍｍ×15ｍｍ)、一個(gè)标準水封(GVA2000)、一個迷宮(gōng)密封(fēng)組成。該系統低估了工況的惡劣程度，系統設計不夠嚴密合理，主要存(cún)在以下問題：

(1)油封是靠密封唇口施加給軸以(yǐ)徑向力，從而起到密封作(zuò)用。普通單密封唇口密封安裝是有方向性的，隻能起到(dào)單向密封作用。圖1中的油封唇(chún)口朝下，原設計的主要目的是防止軸承内的潤滑脂外溢。但從軸承的實際使用情況來看(kàn)，其主要作用應該是防止水進入軸承，因此筆者曾建議(yì)廠家改變安裝方向，使油封唇口向上安裝。從後來實際的使用情況(kuàng)來看也(yě)印證了筆者的推測，軸承(chéng)的壽命有所提高，但(dàn)是(shì)仍沒有達到廠家的實際使用要求。

(2)由于長期接觸水(shuǐ)及水蒸氣，與水(shuǐ)封唇口的接觸面因生鏽而不光滑(huá)，使水封使用效果和壽命大打折扣。水封從它的結構(gòu)特點上決定其密封性(xìng)能不(bú)會很嚴密，它隻能将大部分水甩出(chū)而不能完全防止水進入軸承，另外水封唇口向下安裝的設計在這種工況(kuàng)條件下也不合理。

(3)迷宮密封是利(lì)用流體流經迷(mí)宮式曲折通道的節流間隙與膨脹空腔，使工(gōng)作介質産生節(jiē)流效應，以限制流體洩(xiè)漏的非接觸式(shì)密封。迷宮密封(fēng)主要用于氣體介質，需要密封的兩個腔體間具有(yǒu)壓力差。由于軋制用(yòng)的冷卻水所在的外部和軸承内部(bù)幾乎沒有壓力差,密(mì)封的介質主要是水，因此在這種(zhǒng)情況下迷宮密封(fēng)并不适用。另外，迷宮密封對加工精(jīng)度、迷宮形狀、迷(mí)宮長(zhǎng)度都有較高的要(yào)求(qiú)，因此采用迷宮密封也會增加生産成本。

(4)從外界侵入的水被水封、油封阻攔後堆積在密封腔内被迷(mí)宮密封阻攔無法及時排(pái)出，必然會逐步(bù)滲入軸承内。

2　改進措(cuò)施

圖2是改(gǎi)造後的下軸承座(zuò)的密封系統，該系統是由2個内骨架雙(shuāng)唇口油封(210ｍｍ ×250ｍｍ×15ｍｍ)同向(xiàng)安裝、1個窄斷面非标水封(GVA2500)組成。該密(mì)封系統有以下(xià)特點：

(1)原迷宮環上保留有一個金屬的凸出闆，将有(yǒu)效阻(zǔ)止水、氧化鐵皮等對密封系統的直接沖擊，從而起到保(bǎo)護主密封系統的作用。

(2)水封是第二道防線，密封唇(chún)口向上，安裝時注(zhù)意(yì)在唇口滑動面(miàn)上塗覆薄層潤滑脂(zhī)。水封起到“粗密封”的作用，它(tā)能夠(gòu)把大部分水及其它雜質甩出。

(3)同向安裝的兩(liǎng)個油封(fēng)起到“精密封”的作用，防止(zhǐ)侵入的少量水及雜質繼續(xù)侵入軸(zhóu)承。

(4)排水口(kǒu)的設計有利(lì)于把侵入密封腔内的(de)水及時排出。需要指出(chū)的是排(pái)水口必須向下(xià)傾斜以防止(zhǐ)外界的(de)水從排水口直接侵入?

(5)油封使用雙唇結構(如圖3所示)，副唇口可以(yǐ)起到防止(zhǐ)潤滑油外洩的作用，主副密封唇口之間可以(yǐ)存儲少(shǎo)量(liàng)潤滑脂，防(fáng)止密封唇口出現幹摩擦(cā)。

(6)由于除去迷宮密封，端蓋及配合件的加工遠比改(gǎi)造前簡單、容易。

3　改造過程(chéng)中注意事(shì)項

(1)密封件的制造過程中，油封(fēng)水封材料(liào)選型以及配合時需要考慮(lǜ)的幾個方面：

①良好的耐(nài)油、耐水性是選材的前提(tí)；在介質老化過程中，體積變化、強度變化、伸長率變化、壓縮永久變形等性能(néng)應達到并超過相應标準值。

②唇口部位恢複性及跟(gēn)随性(xìng)要好，這就要求膠(jiāo)料具有良好的彈性。

③制品硫化成型時，必須考慮到膠料焦(jiāo)燒期、流動(dòng)性，以降低廢品率，提高産品外(wài)觀質量及整體質量。

④材料(liào)的耐磨性。産品長(zhǎng)時間高速旋轉，唇口部位磨損相當嚴重，提高膠料耐磨性可以延長産品壽命。

⑤材料選擇和膠(jiāo)料的配方設計，還應該使膠料具有良好的綜(zōng)合性能。

(2)密(mì)封件的安裝過程(chéng)中應當保護好密封件的唇口(工作面)，防止安裝時劃傷；另外要(yào)防止安裝時造成油(yóu)封變形翹曲。安(ān)裝注意事項(xiàng)可以參考相(xiàng)關手冊或(huò)者咨詢密封件廠家。

(3)因密封不能存儲在高溫熱源附近，而冶金行(háng)業車(chē)間存在高(gāo)溫，且粉塵(chén)較多，因此在使用密封之前不要(yào)打開原始包裝以防止粉塵、雜質粘附污染密封(fēng)唇口(kǒu)。

4　改造結果

這套(tào)密封系(xì)統(tǒng)經過實際改造使用，軸承壽命(mìng)得到成倍(bèi)提高(gāo)。按照同樣的設計思(sī)路對 1～5機架和6～9機架進行改(gǎi)造，事實證明改造是成功的。這種改造方式具有相對較低的改造成本和制造周期，因此具有較強的實踐價值。需要說明(míng)的是(shì)，由于原始設計的空間(jiān)有(yǒu)限，這套(tào)密封系統也不是(shì)很完善(shàn)。主要存在以下缺點：

(1)水封被迫改造成非标窄端面結構，限制了其(qí)性能；

(2)兩個油封缺少潤滑脂注油口，有出現幹摩擦的可能(néng)，安裝時在油封(fēng)的兩個唇口之間要(yào)抹些潤滑(huá)脂(zhī)。

參考文獻

【1】廣廷洪,汪德濤.密封件(jiàn)使用手冊.北京：機械(xiè)工業(yè)出版社,1994.

【2】汪(wāng)德濤(tāo),等.機械設計手冊：第3卷.北(běi)京：化學(xué)工業出版社,2002.

【3】李正波.軋(zhá)機油膜軸承的(de)DF密封與水封及DF密封、水(shuǐ)封的常見損壞形式分析與對(duì)策(cè).潤滑與密封,2003 (6).

（來源：潤滑與密封）

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