朱巧霖，黃鋼平，高 騰，劉建平

（江西銅業(yè)股份有限公司城門山銅礦，江西九江 332000）

0 引言

某礦山選礦廠2#系統(tǒng)采用SAB（半自磨+球磨）工藝流程，MQY4870球磨機(jī)于2010年投入使用，小齒輪軸承采用稀油潤滑站潤滑。近幾年，小齒輪軸承座固定端透蓋出現(xiàn)單邊甩油、漏油的現(xiàn)象，多次更換骨架油封后仍未得到有效解決。潤滑油的長期泄漏不僅造成介質(zhì)浪費(fèi)，而且造成現(xiàn)場環(huán)境污染，不利于現(xiàn)場管理標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)。若不徹底解決，可能會引發(fā)設(shè)備故障，影響生產(chǎn)，甚至引發(fā)設(shè)備安全事故。

1 密封機(jī)構(gòu)

MQY4870球磨機(jī)軸承型號為23280CA/C3W33調(diào)心滾子軸承，主軸轉(zhuǎn)速為200 r/min，工作油壓為0.3～0.4 MPa，流量0.5～0.7 m3/h，滿足設(shè)計使用要求。軸承密封采用背靠背的J形骨架油封，密封結(jié)構(gòu)簡單（圖1）。

2 原因分析

圖1 原密封結(jié)構(gòu)

旋轉(zhuǎn)密封作為一種動密封，一直是密封的難點[1]。骨架油封因結(jié)構(gòu)簡單、容易制造，廣泛應(yīng)用于軸承潤滑油的密封，其密封性能受材料、結(jié)構(gòu)等多種復(fù)雜因素的影響[2]。引起骨架油封失效的因素有很多，如轉(zhuǎn)軸磨損、軸頸表面粗糙、唇口損壞、轉(zhuǎn)軸偏心、工作溫度過高、油壓偏大、安裝不規(guī)范等[3-5]。通過觀察大小齒輪嚙合面、監(jiān)測軸承座溫度和振動，各項數(shù)據(jù)均正常；測量小齒輪軸承聯(lián)軸器與電機(jī)聯(lián)軸器同軸度也符合安裝規(guī)范。拆開軸承座檢查發(fā)現(xiàn)，由于使用年限長，小齒輪軸出現(xiàn)輕微磨損（油封安裝處），這可能導(dǎo)致骨架油封與軸磨損加快；骨架油封已經(jīng)老化、局部發(fā)生斷裂，骨架油封內(nèi)存在少量油泥。油泥的存在，表明密封失效后，粉塵顆粒進(jìn)入密封內(nèi)部，加快了唇口的磨損。由此可以判斷導(dǎo)致泄漏的主要原因是軸磨損，骨架油封老化、斷裂，唇口磨損。在該密封結(jié)構(gòu)中，密封唇口與軸之間始終存在著摩擦，尤其在軸承因磨損游隙增大，導(dǎo)致軸運(yùn)轉(zhuǎn)時偏心量加大，進(jìn)一步加劇了密封唇口與軸的摩擦，造成骨架油封使用壽命短。

3 治理方案

3.1 透蓋與壓蓋之間增加一個透蓋

由于油封的失效與轉(zhuǎn)軸軸頸的局部磨損，在每次處理泄漏時必須整體拆卸，對小齒輪軸修復(fù)至原尺寸精度，維修周期長。因生產(chǎn)任務(wù)緊迫、短期內(nèi)缺乏長時間停機(jī)的機(jī)會，采取臨時處理措施在透蓋與壓蓋之間增加一個透蓋，透蓋底部設(shè)計有G1/2回油口（圖2）。增加的透蓋起到收集潤滑油的作用，沿著小齒輪軸甩出的潤滑油可經(jīng)過透蓋回油口回流至稀油潤滑站油箱內(nèi)。該措施在安裝初期達(dá)到了一定效果，泄漏現(xiàn)象得到初步遏制，但隨著骨架油封的磨損失效，泄漏現(xiàn)象又慢慢顯現(xiàn)，泄漏量更大。

圖2 透蓋結(jié)構(gòu)

3.2 重新設(shè)計密封

為了徹底解決上述問題，更換軸承座，重新設(shè)計了密封結(jié)構(gòu)，采用VDA橡膠密封+迷宮密封+O形密封圈的組合密封結(jié)構(gòu)（圖3）。該結(jié)構(gòu)的主要設(shè)計原理如下：

（1）第一道密封采用背靠背的VDA橡膠密封與軸采用過盈配合。VDA橡膠密封的內(nèi)圈緊緊地抱住軸，工作時密封跟隨軸一起轉(zhuǎn)動，2個VDA橡膠密封的唇口與二者之間的密封墊板緊貼在一起（安裝時唇口需涂抹薄薄的一層潤滑脂），密封墊板固定于軸承座上。VDA橡膠密封跟隨軸一起轉(zhuǎn)動，將密封件內(nèi)圈與軸頸之間的旋轉(zhuǎn)密封轉(zhuǎn)化為唇口與密封墊板之間的面密封，密封面積增大，只需保證密封墊板的加工精度和安裝精度就能達(dá)到良好的密封效果[6]。

圖3 新密封結(jié)構(gòu)

（2）第二道密封采用迷宮密封與O形密封圈。迷宮密封是一種較好的防塵密封，它主要由旋轉(zhuǎn)軸與固定的密封零件之間形成復(fù)雜曲折的間隙組成，因此保證間隙的安裝精度，對密封效果起著重要作用[7]。迷宮密封安裝時用鎖緊螺母固定于軸上，工作時跟隨軸一起轉(zhuǎn)動。軸承座設(shè)計有加油嘴和油道，通過加油嘴定期注入潤滑脂填充滿間隙，起到防塵密封的作用。在此密封結(jié)構(gòu)中，絕大部分潤滑油通過軸承座上的油槽回流至軸承座集油腔，從軸承座底部排油口流回油箱，少部分因軸轉(zhuǎn)動甩起的潤滑油沿著軸向被甩出。密封迷宮的內(nèi)表面與軸之間存在著間隙，為了防止泄漏，在迷宮密封處設(shè)計有O形密封圈。O形密封圈除了能有效阻止沿著軸向甩出的潤滑油發(fā)生泄漏，還能阻止粉塵顆粒沿著密封迷宮的內(nèi)表面與軸之間的間隙進(jìn)入密封裝置內(nèi)部。

4 結(jié)論

原密封結(jié)構(gòu)簡單，密封唇口與軸之間始終存在著摩擦，骨架油封的使用壽命短，頻繁更換骨架油封不僅費(fèi)時耗力，增加了生產(chǎn)成本，而且極大影響了設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率。重新設(shè)計密封結(jié)構(gòu)后，從根本上解決了上述問題。在2#系統(tǒng)停機(jī)大修的時候?qū)QY4870球磨機(jī)的小齒輪軸承座進(jìn)行了整體更換。開機(jī)運(yùn)行10個月以來，球磨機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)，各項數(shù)據(jù)均正常，軸承座潤滑油泄漏的問題得到了徹底解決。此次改造的成功，不僅解決了設(shè)備的頑疾，而且為類似設(shè)備的密封設(shè)計積累了寶貴經(jīng)驗。