黎建新，黃炳行，林保明，潘明洵，相巍峰

(中信大錳礦業(yè)有限責任公司，廣西 南寧 530029)

在電解二氧化錳、硫酸錳、電解金屬錳等錳系產(chǎn)品深加工生產(chǎn)中，經(jīng)常選用普通蝸輪蝸桿減速機攪拌化合礦漿或溶液。此類減速機比較適合于粉塵多、酸堿腐蝕嚴重、環(huán)境溫度高等惡劣條件下使用，設備的制造簡單、成本低，維護保養(yǎng)、更換都較其他類減速機簡單，故倍受廠家青睞[1]。

以某電解二氧化錳廠化合工序攪拌機為例，配套的WHC360-37KW蝸輪蝸桿減速機為臥式結(jié)構(gòu)，輸出扭矩力大，攪拌效果好，化合浸取率高，而且減速機價格低廉。但在使用一段時間后，蝸桿兩端油封密處出現(xiàn)漏油，既耗費潤滑油，影響設備現(xiàn)場衛(wèi)生，同時漏油故障致使軸承潤滑不良，減速機損壞，攪拌停止運轉(zhuǎn)時有發(fā)生，從而影響化合浸出工藝的正常進行。因此，改進漏油密封結(jié)構(gòu)十分必要。

1 減速機工作環(huán)境和漏油狀況

我國生產(chǎn)電解二氧化錳主要采用碳酸錳礦法浸出工藝，在化合桶(槽)內(nèi)，碳酸錳粉和濃硫酸、電解返回廢液(約70℃左右)等主要原料產(chǎn)生劇烈的化合反應。化合主要技術條件為：浸出溫度≥90℃，浸出時間4～6 h，中和劑為氧化鈣，中和時間0.5 h，中和終點pH 6～7[2]。

化合減速機的工作位置大多安裝在化合桶(槽)支架正中心，運轉(zhuǎn)速度約為40 r/min。減速機要承受碳酸錳粉、石灰粉塵污染和硫酸煙霧、蒸汽、高溫的影響，工作環(huán)境比較惡劣。高溫及蝸桿的中速運轉(zhuǎn)對骨架油封磨損和融化加重，因此在中速、高溫、酸堿腐蝕情況下長期運轉(zhuǎn)，漏油愈發(fā)嚴重。

WHC360-37KW減速機泄露點處于箱體蝸桿密封端，減速機在惡劣環(huán)境下長期運轉(zhuǎn)，密封效果不佳。潤滑油從蝸桿入軸透蓋處泄露出來，沉積在皮帶輪下附近的化合槽蓋板上。

2 減速機蝸桿端的密封結(jié)構(gòu)分析

經(jīng)過對損壞的減速機解剖，發(fā)現(xiàn)原減速機蝸桿端的潤滑密封機構(gòu)采用1個普通骨架油封，軸承和蝸輪均采用液狀潤滑油潤滑。蝸桿兩端的入軸透蓋上各設置1個骨架油封，蝸桿軸右側(cè)皮帶輪裝置的公差為過渡配合，線速度5.5 m/s，蝸桿左側(cè)為散熱風扇。兩端均采用普通骨架油封密封，運轉(zhuǎn)時減速機箱體內(nèi)油溫為75℃左右，攪拌的礦漿溫度在85℃以上，箱體外殼溫度一般在70℃左右。蝸桿原右側(cè)密封端漏油局部放大后見圖1。

從圖1可以看出，入軸透蓋中間凹陷部分為集油槽。蝸桿運轉(zhuǎn)時，軸承滾珠(柱)將油料甩到入軸透蓋的集油槽中。入軸透蓋正中心設置了1個普通骨架油封，由于普通骨架油封不適應高溫中速運轉(zhuǎn)條件和化合工序比較惡劣的工作環(huán)境，骨架油封很容易磨損和融化，發(fā)生潤滑油泄露。蝸輪箱內(nèi)潤滑油通過滾珠(柱)和集油槽通道，直接從融化的骨架油封處泄露，使軸承、蝸輪少油或無油潤滑，導致軸承和蝸輪損壞。而且更換油封時須拆卸皮帶輪(或散熱風扇)，由于公差配合緊密，加上減速機較大、笨重，維修拆卸工作量大，也給維修更換帶來很大不便。

1 減速機外殼；2 軸承；3 調(diào)整墊片；4 入軸透蓋；5螺栓；6 平墊圈；7 彈簧墊圈；8 皮帶輪；9 骨架油封；10蝸桿軸

3 改進后蝸桿端潤滑密封局部結(jié)構(gòu)

在高溫、中速運轉(zhuǎn)情況下，蝸輪蝸桿減速機的漏油大致可分為處于動態(tài)下和靜態(tài)下2種情況下的漏油。動態(tài)下是指減速機處于運轉(zhuǎn)狀況中，靜態(tài)下指減速機在停機后的狀態(tài)[1]。改進后蝸桿端密封結(jié)構(gòu)如圖2所示。

1 減速機外殼；2 軸承；3 調(diào)整墊片；4 入軸透蓋；5 螺栓；6 平墊圈；7 彈簧墊圈；8 填料氈圈；9 雙向動力型油封；10 皮帶輪；11 油封端蓋；12 密封墊片；13 趕油螺紋；14 蝸桿軸

改進主要是采用3道密封相結(jié)合的方案來解決2種不同情況下的漏油。第1道密封主要解決減速機處于動態(tài)下漏油，第2、3道密封主要解決減速機處于靜態(tài)下的漏油。

具體作用和密封結(jié)構(gòu)說明如下。

第1道密封：采用螺旋密封，在入軸透蓋上設計趕油螺紋。螺旋密封屬非接觸式密封，即通過螺旋密封把蝸桿軸運轉(zhuǎn)時外流的高溫油料趕回集油槽內(nèi)，同時對軸承起到良好潤滑作用。

第2道密封：采用接觸式密封。停機后，油料通過螺旋密封段外流，采用填料氈圈密封進行靜態(tài)下的2次封堵。填料氈圈由聚四氟乙烯纖維填料組成，該填料適用工作條件為：溫度65～260℃，轉(zhuǎn)速100～1 750 r/min，壓力0～3 MPa[3]。

第3道密封：采用接觸式密封，新增油封端蓋和密封墊片，端蓋內(nèi)設置雙向動力型油封，進行靜態(tài)下的第3次封堵。油封圈材料選用丁腈橡膠，適用于中速，使用溫度<150℃，而油封件類型采用雙向動力型，唇口氣側(cè)表面上有對稱的淺花紋，如三角凸塊，正反轉(zhuǎn)時產(chǎn)生動力回流作用，可把將要滴漏的油回流到集油槽一側(cè)[4]。

4 結(jié) 語

實施改進方案后，每臺減速機補充的油量由原來0.5 kg/d延長到每2個月補加1次，并且減少了骨架油封等配件的更換，減少了維修工時。由于油封端蓋與入軸透蓋之間采用可裝拆的連接方式，避免了皮帶輪的裝卸，使維修更換填料更為方便。

改進密封結(jié)構(gòu)后，解決了高溫中速運轉(zhuǎn)下的蝸輪蝸桿減速機蝸桿兩端嚴重漏油的問題，同時趕油密封良好的潤滑方式可延長設備使用壽命。

參考文獻：

[1] 黎建新，廖贊偉，鄧永光，等.蝸輪蝸桿減速機防漏油的方法：中國，ZL 201010183379.6[P],2012-08-22.

[2] 梅光貴，李維健，譚柱中，等.錳冶金學[M].長沙：中南大學出版社，2004：407-420.

[3] 機械設計手冊編委會.機械設計手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，2004：10-27.

[4] 王少懷.機械設計師手冊(上)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2006：1029.