截割減速器密封結構的分析與改進

孫 雷 宋麗爽

（北方重工集團有限公司傳動設備分公司，遼寧 沈陽 110141）

近年來，隨著我國煤炭行業的快速發展，煤巷用掘進機逐步向高產，高效，安全方向發展，朝著重型化，強力化，大功率和機電一體化方向發展。因此，為適應掘進機的發展趨勢，其承載部件-截割減速器的開發設計顯得格外重要。

以我公司新開發的EBZ320掘進機用截割減速器為研究對象，對其高速軸軸端密封結構形式進行科學合理的設計，并根據以往經驗，提出改進措施，為掘進機截割減速器高速軸軸端密封的設計提供理論依據。

1 密封結構的作用

旋轉或擺動裝置要求有潤滑油來保證使用壽命，為了把潤滑油保存在系統內和避免污染環境，通常要在軸端安裝密封裝置。

常用的密封機構是骨架油封，在自然狀態下，油封內徑比軸徑小，即有一定的過盈量。油封裝到軸上后，其刃口的壓力和自緊彈簧的收縮力對密封軸產生一定的徑向抱緊力，遮斷泄露間隙，達到密封目的。骨架油封對機器的振動和主軸的偏心都有一定的適應性且拆卸容易，檢修方便，價格便宜。因此，在減速箱的設計中，常常采用骨架油封作為軸端密封裝置。

2 掘進機用截割減速器高速軸軸端密封結構

通過對國內外知名掘進機生產廠家的調研及有關文獻的收集分析，我們認為采用骨架油封的方案是可行的，經濟的。并結合型號為EBZ320的主機要求，我們將截割減速器的高速端結構設計成了如圖1所示的形式。

骨架油封的密封唇口與軸的接觸面形成一層動力油膜，由于軸的微觀表面不平，通過泵吸供給作用，實現密封。通常采用雙唇結構的骨架油封，這樣就可以起到對內防油，對外防塵的雙重作用；由于掘進機的實際工作環境比較惡劣，為了保證截割減速器的密封作用，在高速軸端的兩處所需密封位置均設置并行的兩個油封，大幅提高密封的可靠性。

為了確保該處軸端密封結構的可靠性，將端蓋的內孔直接加工成一通孔，這樣可以提高孔的同軸度，骨架油封的軸向固定通過孔用擋圈來實現。軸采用磨削加工，避免徑向跳動和動態偏心。安裝時采用必要工具，避免野蠻安裝。

3 高速軸軸端密封裝置出現故障的原因分析

通常情況下，在保證軸、孔加工精度的基礎上，骨架油封是可以很好的起到密封作用的。但是從現場使用反饋的情況看，對于整體結構比較緊湊的減速器來說，高速軸軸端位置處的密封還常出現漏油的現象。

通過合理的分析，我們推斷出了產生這一現象的原因。高速軸端位置處的端蓋同軸承形成封閉腔，輸入軸轉速快，溫度高，且軸承轉動過程中，高轉速的情況下易形成風幕，導致該封閉腔壓力大。當骨架油封的泵吸作用克服不了該壓力值時，就會產生油封漏油的現象。對于減速器的低速端，從用戶反饋情況看，由于轉速低，幾乎不存在漏油現象，該實際使用經驗也從側面佐證了該分析結論的正確性。

因此，通過各種方法確保封閉腔同箱體內部壓力一致，對緩解漏油問題很有效果。該方案在各類齒輪箱的設計中已經成功推廣使用，幾乎杜絕了高速端油封漏油的現象。

4 截割減速器高速軸軸端密封結構的改進

由圖1所示，由于該截割減速器結構設計很緊湊，導致高速端兩處（輸入軸和高壓供水管的進水口）密封結構位置處的端蓋和軸承之間的密封腔空間狹小，很容易產生上述論斷中的漏油現象。為了防患于未然，根據第3章的分析，應該對該高速軸軸端密封結構給予合理改進，改進后的結構如圖2和圖3所示。

為了解決減速器工作后封閉腔里外壓力平衡的問題，筆者對輸入軸位置處的軸承座及端蓋的結構進行了改進，見圖2。在軸承孔的上下兩端分別加工適當寬度的槽，且不加工成通槽，這樣既不影響軸承的安裝也不會形成額外的漏點；相應的端蓋止口位置分別加工成豁口，這樣就保證了封閉腔里外的連通。

如圖3所示，對于高速端供水管位置處的密封結構改進方案如下。鑒于該處結構軸承所支撐的齒輪軸（二）并沒有軸頭兒伸出到減速器箱體外，通過靠近密封結構方向的軸面90度垂直孔的加工，就很巧妙的實現了封閉腔內外壓力實時平衡的目的。

結語

截割減速器是掘進機的重要組成部件，密封效果的好壞又直接影響著減速器的整機性能，因此合理的設計密封結構就顯得格外重要。通過上述方案的改進，使得該截割減速器的高速端密封結構更加合理，提高了密封作用的可靠性。能夠有效的避免漏油現象的產生。

[1]趙福生，韓軍.采煤機減速器密封性能探討[J].煤礦機械，1997，18(1):17-18.

[2]顧建華，李宏君.減速器軸端動密封結構改進[J].黑龍江交通科技，2003（9）：63－65.

[3]石嵐.減速器旋轉密封形式及效果分析[J].煤礦機械，2011，32(2):17-18，188-190.

[4]譚慶呂，趙洪志.機械設計[M].北京:高等教育出版社，2004.