邢 磊 曹 俊 孫承躍 潘金成 劉新資

山東華成中德傳動設(shè)備有限公司 山東 淄博 255200

0 引言

碎漿機(jī)是用來處理漿板、損紙和廢紙的主要設(shè)備,是造紙制漿生產(chǎn)中特別是二次纖維再利用造紙過程中廣泛采用的機(jī)械設(shè)備之一[1]。其中以水力立式碎漿機(jī)應(yīng)用最常見。

1 立式碎漿機(jī)用減速機(jī)存在的問題

立式碎漿機(jī)傳動為帶底座和不帶底座的單獨(dú)軸承體的形式,采用盤根密封。這種密封結(jié)構(gòu)經(jīng)常會產(chǎn)生漏漿和漏水現(xiàn)象[2],造成廢水沿著工作軸流下,若減速機(jī)輸出軸密封不好,就會造成廢水進(jìn)入齒輪箱,先損壞輸出軸的軸承,最終造成齒輪和軸承銹蝕,必須全部更換。

2 對減速機(jī)產(chǎn)生的不良影響

2.1 進(jìn)水對軸承的影響

水引起的軸承磨損原因、機(jī)理主要有:

2.1.1 銹蝕。水與軸承表面生成氧化鐵,水與油中酸一起提高了腐蝕電位增加軸承電化學(xué)腐蝕。當(dāng)金屬表面出現(xiàn)磨蝕額粒時,銹和腐蝕會導(dǎo)致表面快速惡化。在軸承滾道和滾動體上由于腐蝕產(chǎn)生蝕刻和點(diǎn)蝕破壞了油膜結(jié)構(gòu),引起軸承接觸疲勞和磨損。

2.1.2 氯脆。水有時候會在滾動軸承負(fù)載區(qū)產(chǎn)生的高壓作用下被分解成氧原子和氫原子,電解和腐蝕過程中會產(chǎn)生氫,水會促進(jìn)電解和腐蝕,軸承鋼尤其容易遭受這種問題。潤滑油、潤滑脂里加入的添加劑含有硫會促進(jìn)軸承的腐蝕和裂化[3]。

2.1.3 破壞油膜強(qiáng)度。在軸承部位形成的油膜厚度會變薄,而且含水的油膜承壓能力下降,摩擦力增大[4],進(jìn)而導(dǎo)致滾動接觸面出現(xiàn)疲勞裂紋、凹坑和剝落的可能性。

2.2 進(jìn)水對潤滑油、潤滑脂的影響

水會促使油里的基礎(chǔ)油氧化變質(zhì),如果再加上高溫、雜質(zhì)(如細(xì)碎的金屬磨屑),氧化速度會顯著增加。另外水還會造成潤滑油里的抗氧化劑流失、消耗,導(dǎo)致潤滑油氧化變質(zhì)。潤滑油氧化會形成酸性物質(zhì)、金屬表面的漆膜、油的黏度增加,導(dǎo)致金屬腐蝕、影響金屬冷卻以及某些部件的正常作用。

潤滑油、潤滑脂里的主要成分是基礎(chǔ)油,還有一些添加劑,除了抗氧化劑,還有其它添加劑如抗磨劑、極壓劑、防銹劑、清凈分散劑、抗乳化劑等等。水可以使這些添加劑水解,和凝結(jié),或者將這些添加劑從油中析離,使添加劑功效減弱或喪失。某些硫磷極壓劑在有水的情況下會變性,生成硫酸或者磷酸,增加油的酸值,形成腐蝕性的酸性環(huán)境。

水會導(dǎo)致油泥、油乳化,這些成團(tuán)的雜質(zhì)懸浮在油里影響油的正常流動,另外這些雜質(zhì)還會積塞在軸承供油孔里。其它危害還有濾芯堵塞,在嚴(yán)寒天氣下,油里的水分還可能結(jié)冰,同樣造成油流不暢,減速機(jī)缺油。

水分會影響油的表面張力,導(dǎo)致油里的氣泡和油表面的泡沫增加,對于一般的油來說,油里只需1000ppm的水分,泡沫問題就會很嚴(yán)重,后果就是金屬表面不能形成完整的潤滑油膜,一連串的問題隨之發(fā)生:油溫升高、氧化加劇、金屬氣蝕、油流不暢,對軸承都會造成損傷。氣泡問題有時候還會影響甩油環(huán)或者加油器正常工作。

通過以上分析得知減速機(jī)進(jìn)水會造成軸承磨損,潤滑油乳化,因此必須阻止水進(jìn)入減速機(jī)中,才能保證減速機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

3 減速機(jī)輸出軸防水結(jié)構(gòu)改進(jìn)方案

改進(jìn)之前的立式碎漿機(jī)減速機(jī)輸出軸防水結(jié)構(gòu)主要由甩水盤、O型圈、迷宮密封蓋、透蓋及油封等部分組成。經(jīng)過多年的生產(chǎn)實(shí)踐及用戶使用驗證,該結(jié)構(gòu)的甩水盤為兩個半件對接使用,雖然內(nèi)部裝有O型圈,但當(dāng)水量交大時,還是會沿著縫隙流下,迷宮密封蓋與軸是間隙配合,自然也封不住水,透蓋里的雙油封只起到了封油的效果,對外部水的侵入沒有有效的阻止,造成減速機(jī)內(nèi)部零件大量的銹蝕。

圖一 改進(jìn)之前的立式碎漿機(jī)減速機(jī)輸出軸防水結(jié)構(gòu)

改進(jìn)之后的立式碎漿機(jī)減速機(jī)輸出軸防水結(jié)構(gòu)主要由定位套、O型圈、甩水盤、透蓋及油封等部分組成。與水接觸較多的甩水盤和定位套采用不銹鋼材質(zhì),設(shè)計成甩水緩坡,在甩水盤上不積攢水分,阻止外界的水分進(jìn)入。并且將甩水盤與軸的配合改成緊配合,同時又與透蓋產(chǎn)生迷宮效果;將透蓋里的油封改成雙油封,目的是實(shí)現(xiàn)內(nèi)側(cè)的油封防止內(nèi)部潤滑油溢出,外側(cè)的油封防止外部的水侵入。

圖二 改進(jìn)之后的立式碎漿機(jī)減速機(jī)輸出軸防水結(jié)構(gòu)

4 結(jié)束語

經(jīng)過以上的密封結(jié)構(gòu)改進(jìn),成功阻斷沿著輸出軸滲水的途徑,軸承得到了保護(hù),提高減速機(jī)的使用壽命。