輥壓機減速機高速軸漏油的正確處理方法
2023-07-05謝亞欽
輥壓機是20世紀80年代中期在國際上發展起來的高效粉磨設備。以其為主組成的擠壓粉磨新工藝在增產節能方面有著顯著的效果，受到國際水泥界的普遍重視，成為發展粉磨工藝的一項新技術。目前，輥壓機已成為水泥粉磨系統的主要設備，由于輥壓機結構較為復雜、載荷大、系統部件多、工作環境惡劣、零部件老化等因素，使用過程中難免出現故障。常見的有：輥面磨損、軸承溫度過高、液壓缸漏油嚴重、減速機高速軸漏油等。本文主要討論HFCG150-100輥壓機高速軸漏油問題及其處理方法。
1 高速軸漏油的幾種情況及處理方法
HFCG150-100輥壓機減速機高速軸密封由一個骨架油封TC 160×190×16和一個無骨架J型油封160×190×16組成。TC型骨架油封主要起密封液壓油的作用，J型油封主要起防塵的作用，兩者組合在一起使用J型密封圈可以屏蔽外界的粉塵等污染物，給TC型骨架油封創造了一個良好的環境，延長了油封的使用壽命。盡管如此，經過長時間的使用，油封會逐漸老化，唇口失去彈性、開裂，從而導致密封失效，引起油漏事故。如果漏油量比較大，需要及時停機維修處理，以免導致潤滑油浪費及污染環境，嚴重將可能導致其它零部件的故障。叉河水泥一線水泥粉磨站輥壓機減速機高速軸在年初大修時更換了密封，可是運行不到1個月就出現了嚴重的漏油，更換新的密封發現J型密封圈已經硬化、開裂，密封的材料不適合在高溫下長期工作。圖1為高溫硬化失效的J型密封圈（部分）。油封使用時間長了以后橡膠老化失去彈性，油封唇口與軸的徑向接觸壓力下降，具有一定壓力的潤滑油通過性會加大，從而引起液壓油的泄漏。
1.1 油封損壞引起的漏油此類故障的處理一般是直接更換新的油封。在安裝油封的時候，首先要檢查油封是否存在制造缺陷，或者在儲存、運輸過程中導致的損壞。重點檢查唇口及骨架變形、劃傷，檢查油封中的自緊彈簧是否完好。其次，要掌握安裝油封的基本方法，不可野蠻作業，以免損壞唇口或骨架。油封安裝前要將唇口和孔槽清洗干凈，并在唇口抹適量的潤滑油，使接觸面形成一定的油膜。在選擇油封時應綜合考慮其工作條件及經濟性，以便選擇合適的材料。對于輥壓機高速軸而言，由于其轉速達到1 440 r/min，在油封唇口與軸的表面摩擦產生大量的熱量，接觸面會產生很高的溫度（超過120 ℃）。實測密封端蓋的表面溫度達到65 ℃左右，內部溫度則更高，所以一般的油封不滿足這樣的工作條件,必須選擇性能優良的油封材料。考慮轉速及溫度的油封材料選擇如表1所示。從表1中可以看出，高速軸密封件一般選用硅橡膠和氟橡膠，由于硅橡膠不耐油，機械強度低，價格昂貴，很少在密封件中使用。氟橡膠綜合性能優越，耐溫高可達300 ℃ ，耐酸堿、耐油性是耐油橡膠中好的，可在200～250 ℃下長期工作，因此高速軸密封件選用氟橡膠較為合適。油封使用的主要橡膠的種類與特長見表2。
我廠一線水泥粉磨站輥壓機在2014年8月進行了高速軸漏油的處理，選擇氟橡膠密封件作為高速軸密封，漏油程度明顯減小，運行了3個月還沒有出現嚴重的漏油現象。但漏油現象并沒有完全消除，這主要是密封軸套磨損形成溝槽所致。
1.2 高速軸密封軸套磨損引起的泄漏HFCG150-100輥壓機高速軸密封軸頸嵌套有一軸套，當軸套磨損后可以更換。這樣設計的好處是維修方便，而且維修成本低。當軸套磨損形成溝槽后，密封件對軸的徑向壓力減小，液壓油泄漏量變大，這時即便更換密封也起不到多大的效果，應該更換密封軸套。如果不更換軸套，應對其表面進行修復，一般采用刷鍍的方法現場修復。軸套材料建議優先45#鋼或ZG310，45#鋼需調質處理，硬度達到HB230-HB250，使其表面達到一定的硬度提高其耐磨性。在沒有45#鋼的情況下也可選擇Q235，或者取一段無縫鋼管加工成需要的尺寸。在加工時需要注意防止工件變形，同時需要考慮工件受熱的膨脹量對鋼套與軸配合公差的影響。查《機械設計手冊》得碳鋼在20～100 ℃的線膨脹系數為：α=(10.6～12.2)×10-6，在(20～200)℃的線膨脹系數為：α=(11.3～13)×10-6。假設這里取α=11.3×10-6，溫度差為80 ℃，則根據公式D=D(1+αΔT )得出：D=140(1+11.3×10-6×80)=140.126 mm。這只是理論計算，實際受材料成分、受熱情況、微觀結構等因數影響，膨脹量可能沒有那么多，建議取內孔公差為-0.01 mm～-0.03 mm，因為軸受熱同時也會膨脹。軸套的制作要求見圖2。
1.3 其它情況導致的漏油輥壓機高速軸漏油除油封損壞及軸套磨損形成溝槽所致以外，軸承磨損導致偏心量大或者輥壓機異常振動也有可能導致漏油。輥壓機周圍工作環境惡劣，粉塵量很大，如果潤滑油受到污染或者粉塵進入油封結合面，則會大大縮短油封的使用壽命。
2 輥壓機高速軸密封的改進
從減少設備的故障率考慮，保證高速軸密封長期工作不漏油，建議將輥壓機高速軸密封改為雙TC型密封（見圖3），將原來的J型密封件換成TC型密封件。由于原來安裝兩個油封的槽內徑尺寸相同，中間只是多了一個凸臺將兩個油封分開，我們只需要將凸臺用車床車掉即可。
3 結束語
在處理輥壓機漏油時首先要分析產生漏油的原因，再結合具體情況分析選擇處理的方法。如果是單純的油封失效則更換新的油封，如果是軸套磨損則更換軸套或者刷鍍修復，其次選擇油封時應選擇氟橡膠密封件。加工好的軸套與軸配合應有合適的過盈量，不可留有間隙，以免潤滑油從縫隙流出起不到密封作用。裝配好后首先進行試機，確定沒有問題后再投入生產。
來源：《新世紀水泥導報》