输送机减速器伸出轴密封渗漏的分析与应对

输送机减速器伸出轴密封渗漏的分析与应对
肖文远; 孙建荣; 南朝云; 白小邦; 李鹏
【期刊名称】《《陕西煤炭》》
【年(卷),期】2019(038)006
【总页数】5页(P70-73,90)
【关键词】减速器; 油封; 联轴器; 通气罩; 密封结构
【作者】肖文远; 孙建荣; 南朝云; 白小邦; 李鹏
【作者单位】神东煤炭集团洗选中心陕西神木719315
【正文语种】中文
【中图分类】TD528.3
0 引言
刮板输送机、带式输送机是选煤行业不可缺少的关键设备之一，减速器是输送机的核心部件之一，其性能的好坏直接影响着设备的稳定运行［1-3］。

减速器是一种由封闭在刚性壳体内的齿轮传动、蜗杆传动、齿轮-蜗杆传动所组成的独立部件，
常用作原动件与工作机之间的减速传动装置，起匹配转速和传递转矩的作用。

减速器同样是一种相对精密的机械零部件，涉及煤炭、船舶、建材、水利、电力、冶金、有色、化石等行业，渗漏油成为一个突出问题。

渗漏油造成的浪费油脂不仅增加生产成本、人力成本以及设备日常维护量，严重时还会造成减速器缺油、断油，引起齿轮啮合面磨损加剧，甚至造成减速器高温、断轴等现象的发生，并且对周围环境
造成污染、增大人工清洁力度［4-6］。

当设备一直处于连续高位运转状态时，减速器渗漏现象也更加频繁，严重困扰着设备的正常运转［7］。

减速器常见故障有输入输出轴渗漏、密封损坏、紧固螺栓松动、润滑油不清洁、齿轮油未在合理区间内、轴承温升过高、轴承损坏、断轴、运转声音异常、齿轮损坏、油流循环不畅通、润滑油泵损坏等。

通过3年多的设备检修、日常维护保养数据
统计分析，神东煤炭集团洗选中心刮板、带式输送机减速器伸出轴渗漏油检修量占整体检修的40%左右，严重影响生产的稳定运行。

1 减速器伸出轴渗漏油原因分析
1.1 减速器伸出轴骨架油封损坏
更换、安装骨架油封过程中，未在轴端键槽处采取相关包扎措施，导致油封唇部在安装过程中被轴端键槽损失或割破，造成减速器伸出轴在运转过程中出现渗漏油现象的发生［8-11］。

减速器伸出轴表面粗糙度大、不光滑，存在峰点、高点、锈蚀、腐蚀等情况，在更换、安装密封过程中，骨架油封唇部容易被损伤或割划，造成减速器在运转过程中出现渗漏油等现象的发生。

热装联轴器会烫伤骨架油封，导致油封提前变质或老化。

在涉及减速器热装配联轴器的日常检修项目中，未能按照相关标准执行或严格控制联轴器加热温度，均会影响联轴器侧油封的使用寿命。

在热装配联轴器装配完毕时，未及时采取相关措施为联轴器降温，均会不同程度在装配靠近伸出轴骨架油封处加速骨架油封的老化，缩短密封的使用寿命，增大减速器渗漏油现象发生的可能性。

在更换减速器齿轮油过程中，未按照标准作业流程执行，油液中混入铁屑、硬颗粒等杂质，在减速器运转过程中会造成伸出轴渗漏油现象的发生。

在减速器启停过程中振动相对较大。

随着油压的逐步增大和设备的不断高速运转，铁屑、硬颗粒等杂质被冲击、嵌入到油封唇部与传动轴之间，夹杂在油封唇部与传动轴之间的硬颗粒杂物会加剧破坏轴的精度。

在伸出轴表面圆周方向形成凹槽，在骨架油封唇部造成
破坏，造成渗漏油现象的发生。

骨架油封自身质量存在问题。

从某种意义上来说，密封材料存在一定的问题，起初密封效果良好，但是在使用短暂的时间后，随着设备的运转、温度的升高、油压的增大，密封便会变质或者唇口破损，形成一定的渗漏。

此时便需要设备停止运转进行更换密封，避免造成人、财的浪费。

1.2 减速器内外环境产生压力差
原厂设计减速器通气罩体积、通气孔均较小，并且通气管道安装高度较低。

在封闭的减速器内部，齿轮啮合时摩擦会产生大量的热量。

根据玻义耳-马略特定律，随
着减速器的持续运转，减速器箱体内温度逐步升高，箱体内的压力会随着温度的升高而逐渐增大，研究发现，箱体内的压力与温度成线性变化关系；内外温度差每升高10℃，箱体的内外压力差增大1倍；减速器箱体内压力随着减速器的持续运转，箱体内压力越来越大，相应内外压力差也越来越大，压力增大的润滑油四处飞溅，不断喷洒在减速器箱体内壁，此时，在密封不严处，便会形成渗漏。

减速器正常运行时，由于箱体油压释放速度慢，排放油气会积压并粘附在通气罩上，久而久之，造成减速器呼吸帽堵塞。

减速器停止运转时，作业现场环境中的煤尘、颗粒物会通过通气罩滤网粘附在滤网上面，造成通气罩堵塞。

在减速器日常运行过程中，随着减速器内零部件运动摩擦发热和生产现场温度环境的影响，外加通气罩堵塞的影响，减速器温度急剧上升，内外压力差越来越大，润滑油在巨大压力差作用下从骨架油封唇部挤出，造成渗漏现象。

1.3 输入输出轴密封唇部正常磨损
由于密封与伸出轴之间的过盈配合和相对运动，迫使密封与轴之间均存在不同程度的磨损，当磨损达到密封唇部与伸出轴之间的配合为间隙配合时，便形成渗漏。

1.4 伸出轴密封形式设计缺陷导致渗漏油
神东煤炭集团洗选中心在用的刮板、带式输送机所用减速器伸出轴密封形式很大一
部分是如图1所示的接触式密封（骨架油封）与非接触式密封（迷宫密封）相结合的方式。

可以看出，轴承端盖4与伸出轴1采用骨架油封进行密封，轴承端盖通过螺纹联结固定在减速器箱体上。

迷宫端盖与轴承端盖采用迷宫密封方式，迷宫端盖与伸出轴为间隙配合，迷宫端盖通过紧定螺钉方式固定在伸出轴上面，并且随着伸出轴一起旋转。

图1所示的密封形式较简单，未形成闭合的密封腔，在轴承端盖骨架油封破损或磨损的情况下，减速器箱体内的齿轮油便会通过轴承端盖油封唇部、迷宫端盖与伸出轴之间的间隙渗漏到设备表面或作业场所，造成浪费油脂、增加设备检修量和作业人员劳动强度、影响生产稳定运行和安全环保健康问题。

图1 伸出轴密封方式1-伸出轴；2-迷宫端盖；3-轴承端盖密封件；4-轴承端盖；5-轴承
2 减速器伸出轴渗漏油优化
2.1 优化安装过程中的注意事项
在安装骨架油封的过程中，需在伸出轴端键槽位置处按照螺旋方向缠绕上的玻璃胶带，直至轴端键槽被玻璃胶带全部缠绕住为止，以免油封唇部在安装过程中被键槽割划，造成伸出轴密封处渗漏，如图2所示。

图2 安装骨架油封优化方式1-减速器伸出轴；2-键槽；3-玻璃胶带
在更换、安装密封过程中，需用砂纸或直磨机等工具将伸出轴打磨干净、光滑，确保伸出轴表面无锈蚀、无峰点、无高点，然后在伸出轴表面涂抹一薄层润滑脂，确保在安装密封过程中，唇部与伸出轴表面形成油膜润滑，既能起到防止油封唇部翻边的作用，又可以利用流体动压油膜的作用防止油封唇部烧灼、老化。

减速器伸出轴密封属于动密封，因此对于密封的要求相对较高。

为了降低或杜绝渗漏现象的发生，可以使用新型高分子复合密封材料，尤其是密封的唇部，这种密封抗温、抗压、抗变质能力较强，弹性能力好，永葆伸出轴与唇部形成过盈配合，可以大大降低渗漏现象的发生。

2.2 优化减速器检修标准作业流程
在联轴器操平找正过程中，确保联轴器对中良好，轴偏差、角偏差在标准值范围内，以免因油封唇部对轴的压紧力、磨损、发热不均，造成油封唇部损坏，影响渗漏现象。

另外，在热装配联轴器过程中，应严格控制联轴器加热温度以及联轴器安装到位时的及时冷却措施，以免油封唇部加速变脆、老化，造成渗漏。

在更换减速器齿轮油时，将减速器箱内的油全部放完，确保新更换的齿轮油清洁，避免杂物混入。

另外在注油过程中，严格按照游标尺规定的标准注油，不能过多或过少。

3 创新措施
3.1 创新呼吸帽结构形式
根据上述所述，减速器箱体内压力大是减速器伸出轴渗漏的主要原因。

随着设备长时间、重负荷的不断运行，减速器箱体内外的压力差也越来越大，造成渗漏油的情况也越来越严重。

所以降低减速器箱体内外的压力差，可以有效防治伸出轴渗漏油的情况发生。

针对通气罩易堵、造成减速器箱体内外压力大的情况，在不改变原来通气罩过滤等级的前提下，将减速器通气罩更换为通气量较大的通气罩，增大通气管的长度。

自制通气罩结构原理，如图3所示。

图3 自制通气罩1-呼吸帽底座；2-填充海绵；3-呼吸帽压盖；4-镀锌钢管
自制通气罩由呼吸帽底座、海绵、压盖、镀锌钢管4部分组成。

底座与压盖采用
尼龙材质、抗生锈能力强、使用寿命长；采用螺纹联接方式、便于及时清理、降低维护强度。

在压盖表面圆周方向均匀分布2圈小孔，提高呼吸能力。

过滤网采用
海绵，价值低廉、过滤能力强。

减速器与呼吸帽之间的联接方式为螺纹联接，拆卸方便、容易清理。

联接件采用镀锌钢管，抗腐蚀能力强、使用寿命长。

通过使用新型自制的通气罩，减速器箱体内外压力差缩小，基本控制在恒压状态，渗漏现象大
大减少。

经试用，选煤厂由原来渗漏量的30 kg减少为现在的5 kg，降低了83%，这样既节约了成本，降低了检修人员的劳动强度，同时也为环境保护、能源安全做出了贡献。

3.2 改变伸出轴骨架油封的水平位置
针对密封唇部磨损导致伸出轴渗漏油这种情况，通过改变骨架油封密封唇部在伸出轴轴向方向的位置，避开伸出轴磨损部位、骨架油封密封唇部与伸出轴未磨损部位配合形成新的结合线，加以减速器箱体里的齿轮油对油封唇部施加一定的压力，确保骨架油封与伸出轴重新形成过盈配合，杜绝渗漏现象的发生。

具体方案为：在减速器轴承端盖骨架油封安装位置底部缠绕铁丝或钢丝，移开原来油封与伸出轴的相对配合位置，重新建立新的配合位置，保障伸出轴与密封形成过盈配合，杜绝渗漏现象发生，油封更新安装方式，如图4所示。

图4 油封更新安装方式1-伸出轴；2-钢丝圈；3-轴承端盖；4-轴承端盖密封件；
5-轴承
3.3 创新伸出轴密封方式
与原伸出轴密封方式相比较，本次密封改进结合现场在用生产设备实际状况和相关密封理论知识，在原本减速器密封结构设计的基础上，去除一道迷宫密封，分别增加一道骨架密封和O型密封圈，改变起初减速器迷宫端盖设计、安装、固定方式，使得伸出轴密封形成双重闭合密封腔，彻底杜绝渗漏油现象的发生。

具体方案为：去除设计中的迷宫密封，将其迷宫端盖、轴承端盖结合面车平，在结合面中间处增设一道O型密封圈；重新设计迷宫端盖，在迷宫端盖与伸出轴结合面处增设一道
骨架油封，仍然沿用迷宫端盖与伸出轴之间的间隙配合，同时改进迷宫端盖的固定方式，由起初设计的通过紧定螺钉固定在伸出轴上这种方式改进为通过螺纹连接固定在轴承端盖上，彻底改变起初设计的密封结构；通过3道密封，包括2道骨架
油封、1道O型密封圈形成密封腔，彻底杜绝渗漏油现象的发生。

伸出轴更新密
封方式，如图5所示。

图5 伸出轴更新密封方式1-伸出轴；2-迷宫端盖密封件；3-轴承端盖密封件；4-轴迷宫端盖；5-轴承端盖；6-O型密封圈；7-轴承
伸出轴密封方式的改进，即便轴承端盖、迷宫端盖其中任何一道密封发生损害或磨损，都不会造成渗漏油现象的发生。

有效制止了渗漏油现象的发生，保障了设备的稳定正常运行，同时降低了检修人员的劳动强度和能源（油脂）的消耗，另外为环保事业也作出了突出贡献。

4 结语
通过优化骨架油封安装过程中的注意事项、骨架油封的质量、伸出轴骨架油封的水平位置、规范减速器日常检修标准作业流程、改变减速器呼吸帽结构形式、伸出轴密封方式等几项措施，保障了神东煤炭集团洗选中心刮板、带式输送机某生产厂家生产的减速器的稳定运行。

同时通过以上各项改进措施的综合应用，减速器伸出轴渗漏油状况得到了很好的改善。

参考文献：
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