肖文遠(yuǎn)，孫建榮，南朝云，白小邦，李 鵬

（神東煤炭集團(tuán)洗選中心，陜西 神木 719315）

0 引言

刮板輸送機(jī)、帶式輸送機(jī)是選煤行業(yè)不可缺少的關(guān)鍵設(shè)備之一，減速器是輸送機(jī)的核心部件之一，其性能的好壞直接影響著設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行［1-3］。減速器是一種由封閉在剛性殼體內(nèi)的齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)、齒輪-蝸桿傳動(dòng)所組成的獨(dú)立部件，常用作原動(dòng)件與工作機(jī)之間的減速傳動(dòng)裝置，起匹配轉(zhuǎn)速和傳遞轉(zhuǎn)矩的作用。減速器同樣是一種相對精密的機(jī)械零部件，涉及煤炭、船舶、建材、水利、電力、冶金、有色、化石等行業(yè)，滲漏油成為一個(gè)突出問題。滲漏油造成的浪費(fèi)油脂不僅增加生產(chǎn)成本、人力成本以及設(shè)備日常維護(hù)量，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成減速器缺油、斷油，引起齒輪嚙合面磨損加劇，甚至造成減速器高溫、斷軸等現(xiàn)象的發(fā)生，并且對周圍環(huán)境造成污染、增大人工清潔力度［4-6］。當(dāng)設(shè)備一直處于連續(xù)高位運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，減速器滲漏現(xiàn)象也更加頻繁，嚴(yán)重困擾著設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)［7］。

減速器常見故障有輸入輸出軸滲漏、密封損壞、緊固螺栓松動(dòng)、潤滑油不清潔、齒輪油未在合理區(qū)間內(nèi)、軸承溫升過高、軸承損壞、斷軸、運(yùn)轉(zhuǎn)聲音異常、齒輪損壞、油流循環(huán)不暢通、潤滑油泵損壞等。通過3年多的設(shè)備檢修、日常維護(hù)保養(yǎng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，神東煤炭集團(tuán)洗選中心刮板、帶式輸送機(jī)減速器伸出軸滲漏油檢修量占整體檢修的40%左右，嚴(yán)重影響生產(chǎn)的穩(wěn)定運(yùn)行。

1 減速器伸出軸滲漏油原因分析

1.1 減速器伸出軸骨架油封損壞

更換、安裝骨架油封過程中，未在軸端鍵槽處采取相關(guān)包扎措施，導(dǎo)致油封唇部在安裝過程中被軸端鍵槽損失或割破，造成減速器伸出軸在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)滲漏油現(xiàn)象的發(fā)生［8-11］。減速器伸出軸表面粗糙度大、不光滑，存在峰點(diǎn)、高點(diǎn)、銹蝕、腐蝕等情況，在更換、安裝密封過程中，骨架油封唇部容易被損傷或割劃，造成減速器在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)滲漏油等現(xiàn)象的發(fā)生。

熱裝聯(lián)軸器會(huì)燙傷骨架油封，導(dǎo)致油封提前變質(zhì)或老化。在涉及減速器熱裝配聯(lián)軸器的日常檢修項(xiàng)目中，未能按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行或嚴(yán)格控制聯(lián)軸器加熱溫度，均會(huì)影響聯(lián)軸器側(cè)油封的使用壽命。在熱裝配聯(lián)軸器裝配完畢時(shí)，未及時(shí)采取相關(guān)措施為聯(lián)軸器降溫，均會(huì)不同程度在裝配靠近伸出軸骨架油封處加速骨架油封的老化，縮短密封的使用壽命，增大減速器滲漏油現(xiàn)象發(fā)生的可能性。

在更換減速器齒輪油過程中，未按照標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)流程執(zhí)行，油液中混入鐵屑、硬顆粒等雜質(zhì)，在減速器運(yùn)轉(zhuǎn)過程中會(huì)造成伸出軸滲漏油現(xiàn)象的發(fā)生。在減速器啟停過程中振動(dòng)相對較大。隨著油壓的逐步增大和設(shè)備的不斷高速運(yùn)轉(zhuǎn)，鐵屑、硬顆粒等雜質(zhì)被沖擊、嵌入到油封唇部與傳動(dòng)軸之間，夾雜在油封唇部與傳動(dòng)軸之間的硬顆粒雜物會(huì)加劇破壞軸的精度。在伸出軸表面圓周方向形成凹槽，在骨架油封唇部造成破壞，造成滲漏油現(xiàn)象的發(fā)生。

骨架油封自身質(zhì)量存在問題。從某種意義上來說，密封材料存在一定的問題，起初密封效果良好，但是在使用短暫的時(shí)間后，隨著設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)、溫度的升高、油壓的增大，密封便會(huì)變質(zhì)或者唇口破損，形成一定的滲漏。此時(shí)便需要設(shè)備停止運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行更換密封，避免造成人、財(cái)?shù)睦速M(fèi)。

1.2 減速器內(nèi)外環(huán)境產(chǎn)生壓力差

原廠設(shè)計(jì)減速器通氣罩體積、通氣孔均較小，并且通氣管道安裝高度較低。在封閉的減速器內(nèi)部，齒輪嚙合時(shí)摩擦?xí)a(chǎn)生大量的熱量。根據(jù)玻義耳-馬略特定律，隨著減速器的持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，減速器箱體內(nèi)溫度逐步升高，箱體內(nèi)的壓力會(huì)隨著溫度的升高而逐漸增大，研究發(fā)現(xiàn)，箱體內(nèi)的壓力與溫度成線性變化關(guān)系；內(nèi)外溫度差每升高10℃，箱體的內(nèi)外壓力差增大1倍；減速器箱體內(nèi)壓力隨著減速器的持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，箱體內(nèi)壓力越來越大，相應(yīng)內(nèi)外壓力差也越來越大，壓力增大的潤滑油四處飛濺，不斷噴灑在減速器箱體內(nèi)壁，此時(shí)，在密封不嚴(yán)處，便會(huì)形成滲漏。減速器正常運(yùn)行時(shí)，由于箱體油壓釋放速度慢，排放油氣會(huì)積壓并粘附在通氣罩上，久而久之，造成減速器呼吸帽堵塞。減速器停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，作業(yè)現(xiàn)場環(huán)境中的煤塵、顆粒物會(huì)通過通氣罩濾網(wǎng)粘附在濾網(wǎng)上面，造成通氣罩堵塞。在減速器日常運(yùn)行過程中，隨著減速器內(nèi)零部件運(yùn)動(dòng)摩擦發(fā)熱和生產(chǎn)現(xiàn)場溫度環(huán)境的影響，外加通氣罩堵塞的影響，減速器溫度急劇上升，內(nèi)外壓力差越來越大，潤滑油在巨大壓力差作用下從骨架油封唇部擠出，造成滲漏現(xiàn)象。

1.3 輸入輸出軸密封唇部正常磨損

由于密封與伸出軸之間的過盈配合和相對運(yùn)動(dòng)，迫使密封與軸之間均存在不同程度的磨損，當(dāng)磨損達(dá)到密封唇部與伸出軸之間的配合為間隙配合時(shí)，便形成滲漏。

1.4 伸出軸密封形式設(shè)計(jì)缺陷導(dǎo)致滲漏油

神東煤炭集團(tuán)洗選中心在用的刮板、帶式輸送機(jī)所用減速器伸出軸密封形式很大一部分是如圖1所示的接觸式密封（骨架油封）與非接觸式密封（迷宮密封）相結(jié)合的方式?？梢钥闯觯S承端蓋4與伸出軸1采用骨架油封進(jìn)行密封，軸承端蓋通過螺紋聯(lián)結(jié)固定在減速器箱體上。迷宮端蓋與軸承端蓋采用迷宮密封方式，迷宮端蓋與伸出軸為間隙配合，迷宮端蓋通過緊定螺釘方式固定在伸出軸上面，并且隨著伸出軸一起旋轉(zhuǎn)。圖1所示的密封形式較簡單，未形成閉合的密封腔，在軸承端蓋骨架油封破損或磨損的情況下，減速器箱體內(nèi)的齒輪油便會(huì)通過軸承端蓋油封唇部、迷宮端蓋與伸出軸之間的間隙滲漏到設(shè)備表面或作業(yè)場所，造成浪費(fèi)油脂、增加設(shè)備檢修量和作業(yè)人員勞動(dòng)強(qiáng)度、影響生產(chǎn)穩(wěn)定運(yùn)行和安全環(huán)保健康問題。

圖1 伸出軸密封方式

2 減速器伸出軸滲漏油優(yōu)化

2.1 優(yōu)化安裝過程中的注意事項(xiàng)

在安裝骨架油封的過程中，需在伸出軸端鍵槽位置處按照螺旋方向纏繞上的玻璃膠帶，直至軸端鍵槽被玻璃膠帶全部纏繞住為止，以免油封唇部在安裝過程中被鍵槽割劃，造成伸出軸密封處滲漏，如圖2所示。

圖2 安裝骨架油封優(yōu)化方式

在更換、安裝密封過程中，需用砂紙或直磨機(jī)等工具將伸出軸打磨干凈、光滑，確保伸出軸表面無銹蝕、無峰點(diǎn)、無高點(diǎn)，然后在伸出軸表面涂抹一薄層潤滑脂，確保在安裝密封過程中，唇部與伸出軸表面形成油膜潤滑，既能起到防止油封唇部翻邊的作用，又可以利用流體動(dòng)壓油膜的作用防止油封唇部燒灼、老化。

減速器伸出軸密封屬于動(dòng)密封，因此對于密封的要求相對較高。為了降低或杜絕滲漏現(xiàn)象的發(fā)生，可以使用新型高分子復(fù)合密封材料，尤其是密封的唇部，這種密封抗溫、抗壓、抗變質(zhì)能力較強(qiáng)，彈性能力好，永葆伸出軸與唇部形成過盈配合，可以大大降低滲漏現(xiàn)象的發(fā)生。

2.2 優(yōu)化減速器檢修標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)流程

在聯(lián)軸器操平找正過程中，確保聯(lián)軸器對中良好，軸偏差、角偏差在標(biāo)準(zhǔn)值范圍內(nèi)，以免因油封唇部對軸的壓緊力、磨損、發(fā)熱不均，造成油封唇部損壞，影響滲漏現(xiàn)象。另外，在熱裝配聯(lián)軸器過程中，應(yīng)嚴(yán)格控制聯(lián)軸器加熱溫度以及聯(lián)軸器安裝到位時(shí)的及時(shí)冷卻措施，以免油封唇部加速變脆、老化，造成滲漏。

在更換減速器齒輪油時(shí)，將減速器箱內(nèi)的油全部放完，確保新更換的齒輪油清潔，避免雜物混入。另外在注油過程中，嚴(yán)格按照游標(biāo)尺規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)注油，不能過多或過少。

3 創(chuàng)新措施

3.1 創(chuàng)新呼吸帽結(jié)構(gòu)形式

根據(jù)上述所述，減速器箱體內(nèi)壓力大是減速器伸出軸滲漏的主要原因。隨著設(shè)備長時(shí)間、重負(fù)荷的不斷運(yùn)行，減速器箱體內(nèi)外的壓力差也越來越大，造成滲漏油的情況也越來越嚴(yán)重。所以降低減速器箱體內(nèi)外的壓力差，可以有效防治伸出軸滲漏油的情況發(fā)生。

針對通氣罩易堵、造成減速器箱體內(nèi)外壓力大的情況，在不改變原來通氣罩過濾等級的前提下，將減速器通氣罩更換為通氣量較大的通氣罩，增大通氣管的長度。自制通氣罩結(jié)構(gòu)原理，如圖3所示。

圖3 自制通氣罩

自制通氣罩由呼吸帽底座、海綿、壓蓋、鍍鋅鋼管4部分組成。底座與壓蓋采用尼龍材質(zhì)、抗生銹能力強(qiáng)、使用壽命長；采用螺紋聯(lián)接方式、便于及時(shí)清理、降低維護(hù)強(qiáng)度。在壓蓋表面圓周方向均勻分布2圈小孔，提高呼吸能力。過濾網(wǎng)采用海綿，價(jià)值低廉、過濾能力強(qiáng)。減速器與呼吸帽之間的聯(lián)接方式為螺紋聯(lián)接，拆卸方便、容易清理。聯(lián)接件采用鍍鋅鋼管，抗腐蝕能力強(qiáng)、使用壽命長。通過使用新型自制的通氣罩，減速器箱體內(nèi)外壓力差縮小，基本控制在恒壓狀態(tài)，滲漏現(xiàn)象大大減少。經(jīng)試用，選煤廠由原來滲漏量的30 kg減少為現(xiàn)在的5 kg，降低了83%，這樣既節(jié)約了成本，降低了檢修人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)也為環(huán)境保護(hù)、能源安全做出了貢獻(xiàn)。

3.2 改變伸出軸骨架油封的水平位置

針對密封唇部磨損導(dǎo)致伸出軸滲漏油這種情況，通過改變骨架油封密封唇部在伸出軸軸向方向的位置，避開伸出軸磨損部位、骨架油封密封唇部與伸出軸未磨損部位配合形成新的結(jié)合線，加以減速器箱體里的齒輪油對油封唇部施加一定的壓力，確保骨架油封與伸出軸重新形成過盈配合，杜絕滲漏現(xiàn)象的發(fā)生。具體方案為：在減速器軸承端蓋骨架油封安裝位置底部纏繞鐵絲或鋼絲，移開原來油封與伸出軸的相對配合位置，重新建立新的配合位置，保障伸出軸與密封形成過盈配合，杜絕滲漏現(xiàn)象發(fā)生，油封更新安裝方式，如圖4所示。

圖4 油封更新安裝方式

3.3 創(chuàng)新伸出軸密封方式

與原伸出軸密封方式相比較，本次密封改進(jìn)結(jié)合現(xiàn)場在用生產(chǎn)設(shè)備實(shí)際狀況和相關(guān)密封理論知識(shí)，在原本減速器密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，去除一道迷宮密封，分別增加一道骨架密封和O型密封圈，改變起初減速器迷宮端蓋設(shè)計(jì)、安裝、固定方式，使得伸出軸密封形成雙重閉合密封腔，徹底杜絕滲漏油現(xiàn)象的發(fā)生。具體方案為：去除設(shè)計(jì)中的迷宮密封，將其迷宮端蓋、軸承端蓋結(jié)合面車平，在結(jié)合面中間處增設(shè)一道O型密封圈；重新設(shè)計(jì)迷宮端蓋，在迷宮端蓋與伸出軸結(jié)合面處增設(shè)一道骨架油封，仍然沿用迷宮端蓋與伸出軸之間的間隙配合，同時(shí)改進(jìn)迷宮端蓋的固定方式，由起初設(shè)計(jì)的通過緊定螺釘固定在伸出軸上這種方式改進(jìn)為通過螺紋連接固定在軸承端蓋上，徹底改變起初設(shè)計(jì)的密封結(jié)構(gòu)；通過3道密封，包括2道骨架油封、1道O型密封圈形成密封腔，徹底杜絕滲漏油現(xiàn)象的發(fā)生。伸出軸更新密封方式，如圖5所示。

圖5 伸出軸更新密封方式

伸出軸密封方式的改進(jìn)，即便軸承端蓋、迷宮端蓋其中任何一道密封發(fā)生損害或磨損，都不會(huì)造成滲漏油現(xiàn)象的發(fā)生。有效制止了滲漏油現(xiàn)象的發(fā)生，保障了設(shè)備的穩(wěn)定正常運(yùn)行，同時(shí)降低了檢修人員的勞動(dòng)強(qiáng)度和能源（油脂）的消耗，另外為環(huán)保事業(yè)也作出了突出貢獻(xiàn)。

4 結(jié)語

通過優(yōu)化骨架油封安裝過程中的注意事項(xiàng)、骨架油封的質(zhì)量、伸出軸骨架油封的水平位置、規(guī)范減速器日常檢修標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)流程、改變減速器呼吸帽結(jié)構(gòu)形式、伸出軸密封方式等幾項(xiàng)措施，保障了神東煤炭集團(tuán)洗選中心刮板、帶式輸送機(jī)某生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的減速器的穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí)通過以上各項(xiàng)改進(jìn)措施的綜合應(yīng)用，減速器伸出軸滲漏油狀況得到了很好的改善。