鼓形濾網主軸、滾動軸承潤滑及密封分析

摘要：鼓形濾網主軸系統有時在水面以上有時浸泡在水中，它的潤滑及密封就顯得格外重要，采用軸承座內的油壓大于軸承座外的水壓并采用盤根密封的方法，以延長主軸及滾動軸承的使用壽命。

關鍵詞：主軸；滾動軸承；潤滑；密封

一、結構簡述

鼓形濾網由于具有過水量大、傳動機構工作可靠、運行平穩、故障率低等特點，主要用于安全等級較高的核電項目上。主軸、滾動軸承的潤滑及密封是鼓形濾網的重要組成部分，由于其工作環境受進水水位高低變化的影響，主軸系統有時在水面以上有時浸泡在水中，軸承室內外壓力差變化范圍較大，若主軸滾動軸承潤滑和密封不嚴，將直接影響滾動軸承及主軸的使用壽命。由于鼓形濾網直徑一般為Φ17至Φ22m，寬度為2至7m，設備外形較大質量較重，檢查、維修不便，且核電鼓形濾網一個大修周期內一般不允許較長時間停機（大修周期為4年），為此，主軸系統的潤滑及密封就顯得比較重要。根據以上情況，我們對鼓網主軸系統進行了如下設計，其結構見圖1：

圖1

主軸滾動軸承的潤滑采用稀軸潤滑，軸承座開口側采用盤根密封，利用機械連通器的原理，在鼓網兩側的平臺上分別設置油箱，油箱高于主軸位置，油箱中的潤滑油經注油管流入到主軸各端的軸承座內，并經回油管返回到各自油箱，軸承座最低處設有放油閥，可定期排放廢油。軸承座上設有液位檢測裝置，當水位淹沒軸承座時，要求油位高于水位500毫米（以保證軸承座內油壓大于軸承座外的水壓），防止海水流進軸承座內，小于500毫米時發出報警信號；當水位低于軸承座且軸承座內油位低于設定的枯油位值時，控制柜發出報警信號。

二、系統分析

主軸轉速低（不到0.5r/min）和工作環境溫度低（處于海水中）

的特點決定了采用稀油潤滑時，其工作溫度不可能超過潤滑油的閃點；黏度較低的稀油其凝點也低，流動性強，能迅速進入間隙小的摩擦副起到潤滑作用，效果更好。

由于我們在這里采用的稀油潤滑，其密封措施就更加必不可少。填料密封（盤根密封）結構簡單，密封程度可調整，裝拆方便，成本低廉，應用較廣。其密封原理是：將具有壓縮性和回彈性的填料放入填料箱內，用壓蓋將其軸向壓緊，使填料產生徑向彈塑性變形，堵塞間隙，實現密封。但盤根密封性能差，功耗大，對軸磨損嚴重，需頻繁擰緊壓蓋螺栓或更換填料，使用壽命短。

（一）針對盤根密封性差的缺陷，我們采取如下措施：

首先，我們讓軸承座內的油位始終高于水室中的水位，使得軸承座內部的油壓始終高于軸承座外部的水壓，利用壓力差來阻止水流進軸承座內。為此，我們還在軸承座上增加油位檢測口，便于安裝壓力變送器來控制油壓見圖2。當軸承座的耗油量較往日增加時，可間接判斷此時盤根與軸套間間隙增大、密封性能降低，需要壓緊盤根，如盤根或軸套磨損嚴重無法繼續使用則需更換盤根，從而提高密封性能。

圖2

其次，我們在密封處纏繞5圈盤根可以承受1Mpa的壓力，遠遠

大于軸承座內部的油壓和外部的水壓，有效的預防了潤滑油的泄露和海水的滲入。

（二）針對盤根對軸磨損嚴重的缺陷，我們采取如下措施：

在密封盤根與主軸間增設軸套，軸套材質采用1Cr18NI9Ti不銹鋼，以提高耐腐蝕與耐磨損的能力，在軸套與主軸間加裝“O”型密封圈以杜絕滲漏。使盤根對主軸的磨損全都轉化到軸套上，從而提高主軸的使用壽命。

（三）針對盤根需頻繁擰緊壓蓋螺栓或更換填料，影響軸承座螺孔及螺栓使用壽命的缺陷，我們采取如下措施：

壓蓋螺栓采用雙頭螺柱，在拆卸壓蓋時可以減少對軸承座本體上螺紋孔的破壞，從而延長軸承座及螺栓的使用壽命。

三、結論

經實驗驗證，采用稀油潤滑和盤根密封后，成本低廉，密封可

靠、穩定性好。但仍須注意油箱的耗油量，當耗油量超過許用值時，應及時軸向壓緊盤根，或更換失效的盤根與軸套。

參考文獻：

[1]《機械設計實用手冊》第二版吳宗澤主編 化學工業出版社

[2]《滾動軸承》產品樣本 洛陽軸承研究所編 中國石化出版社

[3]《機械設計》第七版 西北工業大學機械原理及機械零件教研室濮良貴 紀名剛主編 高等教育出版社

[4]沈陽儀表科學研究院：HB870-T系列投入式液位變送器