齒輪減速機漏油形式及解決對策

方法興

（杭州杰牌傳動科技有限公司，杭州311223）

齒輪減速機漏油形式及解決對策

方法興

（杭州杰牌傳動科技有限公司，杭州311223）

列舉了減速機在實際應(yīng)用中的各種漏油形式，對每種漏油的原因進行了研究分析，并提出了改進對策和解決方案，為今后解決減速機漏油問題提供參考。

減速機；油封；漏油

0 引言

在減速機使用過程中，漏油現(xiàn)象是一個普遍存在的問題，漏油對減速機的危害非常大。首先，漏油使減速機潤滑油液面下降，造成齒輪嚙合面和軸承滾道磨損加劇，效率降低，溫度上升，導(dǎo)致減速機故障；其次，即使減速機暫不產(chǎn)生故障，漏油也造成潤滑油浪費，環(huán)境污染。所以減速機漏油問題是生產(chǎn)企業(yè)需要重視與解決的課題。本文主要分析研究四大系列減速機經(jīng)常出現(xiàn)的幾種漏油現(xiàn)象，在工藝改進和結(jié)構(gòu)優(yōu)化方面提出改進對策和解決方案。

1 原因分析

四大系列減速機經(jīng)常出現(xiàn)的幾種漏油現(xiàn)象有：油封漏油、密封蓋彈出和通氣器漏油。

出軸油封漏油的主要原因有：1）油封裝配工藝不當(dāng)；2）軸的加工工藝不當(dāng)；3）軸的硬度不足；4）軸的公差選取不當(dāng)；5）異物進入油封唇口。

密封蓋彈出的主要原因有：1）減速機內(nèi)部壓力過大；2）密封蓋孔公差選取不當(dāng)。

通氣器漏油的主要原因有：1）通氣器結(jié)構(gòu)不合理；2）通氣器位置選擇不當(dāng)。

2 解決方案

減速機結(jié)構(gòu)緊湊，安裝形式多樣，無特殊要求一般不采用干燥井、迷宮式等特種密封結(jié)構(gòu)，所以杜絕漏油現(xiàn)象的主攻方向是改進裝配工藝、加工工藝和局部結(jié)構(gòu)優(yōu)化方面，對此我公司多年來在這方面取得了優(yōu)異成果，總結(jié)如下。

2.1 優(yōu)化油封裝配工藝

當(dāng)喬十二郎第一次出現(xiàn)在焰火渠時，老太醫(yī)一眼就看出，這孩子身上怨氣太重，內(nèi)心怨毒太深，照此下去，只怕難以保全。也許是出于對弱小者的同情，抑或出于同病相憐，在沒有任何人勸說，喬十二郎沒有求助他的前提下，洞明世事的老太醫(yī)，自覺自愿站到喬十二郎陣營。

由油封裝配工藝不當(dāng)引起的漏油主要是：裝配時油封唇口破損、油封歪斜和運行時唇口干摩擦。在裝配油封過程中，若采用簡易的工裝，甚至不用工裝直接將油封裝入，油封唇口很容易受到損傷，在日后運轉(zhuǎn)中損傷將逐漸擴展，造成漏油；同時，油封若安裝歪斜，油封唇口將無法正常工作，從而造成潤滑油泄漏。我公司采用圖1方式裝配油封。

圖1中，壓套3與固定套4為裝配工裝，固定套4頭部設(shè)計成合適的錐形，外表面粗糙度與油封檔相同或更低，油封在壓套3上滑動時保護油封唇口，各摩擦面高頻淬火以提高耐磨性；壓套3與油封接觸部分設(shè)計成止口，止口直徑比油封外徑略小，止口高度為裝配后油封與箱體的距離。采用大倒角和護角設(shè)計，以保護油封主副唇不受損傷。裝配時，先將固定套4裝入空心軸5，并在固定套4外表面涂抹適量潤滑脂；在待裝配油封的主唇口與副唇口形成的空間中涂抹適量潤滑脂，可以對唇口起到潤滑作用；再將油封通過固定套4輕輕地推到箱體孔附近，最后用壓套3將油封裝入。由于壓套3、固定套4和空心軸5有一定的配合關(guān)系，所以裝入的油封不會歪斜。而且采用這種工裝裝配的油封位置一致性非常好。

2.2 軸的改進

由于軸的因素導(dǎo)致漏油原因主要是軸的加工工藝不當(dāng)、軸的硬度不足和軸的公差選取不當(dāng)。軸的加工工藝不當(dāng)主要表現(xiàn)在表面粗糙度不合理和加工方式不合理，表面粗糙度值太高，會造成油封唇口早期磨損；表面粗糙度值也不宜太低，否則容易滲油。一般油封檔表面粗糙度Rz= 0.8～2.5μm。軸的加工方式有精磨削、金剛砂紙磨光、車床上精加工、超精加工和滾光加工。據(jù)有關(guān)文獻資料記載，精磨削是最為合適的加工方法，磨削時砂輪必須徑向進給，加工痕跡是不連續(xù)的，但對軸心線垂直，這種狀態(tài)對油封唇口的接觸部分最合適。軸與油封唇口接觸部分的硬度要求在50～60HRC之間，硬度太低，軸容易磨損；硬度太高，經(jīng)濟性差。軸的公差一般在d9～h9之間選取，公差太小，軸與油封唇口的壓力太小，容易造成滲漏；公差太大，軸與油封唇口的壓力就高，磨損也加劇，油封唇口溫度高，油封容易產(chǎn)生早期失效。

圖1 油封裝配

2.3 防止異物進入油封唇口

圖2

圖2中，單唇油封5和7面對面安裝。蓋板4內(nèi)徑與軸6外徑之間保持小間隙，以阻止大顆粒雜物的進入。定期從油杯1處注入的油脂可以潤滑油封5的主唇口，同時阻止雜物從蓋板4內(nèi)孔與軸6之間進入。

圖3中，蓋板3內(nèi)孔與軸4之間的間隙很小，以阻止大顆粒雜物的進入。油封5為雙唇油封，用于阻止從蓋板3與軸4之間進入的雜物，油封7為單唇油封，兩油封間注入潤滑脂以潤滑油封唇口并阻隔雜物。

圖3

圖4為高速軸密封結(jié)構(gòu)，齒輪4轉(zhuǎn)速在1 500 r/min以上，齒輪4甩出的潤滑油溫度高并夾雜異物，以較大的壓力打擊在油封3的唇口，對油封唇口甚至軸上的油封檔損害很大。安裝甩油環(huán)2后，齒輪4甩出的潤滑油不能直接打擊油封 3的唇口，消除了對油封唇口的損害。使用甩油環(huán)后，由于高速軸油封的失效不再出現(xiàn)，印證了甩油環(huán) 2對油封 3的保護作用。

圖2和圖3的結(jié)構(gòu)主要是阻止外來異物對油封唇口的損害，圖4是一種高速軸油封保護措施的結(jié)構(gòu)，還有一種情況是在減速機的底部，容易聚集顆粒雜質(zhì)。這些異物一旦進入油封唇口，就會加速油封唇口和軸的磨損，從而造成滲漏。對于減速機內(nèi)部的顆粒雜質(zhì)，改進設(shè)計是在油封周圍設(shè)置磁鋼，磁鋼固定在放油螺塞上以吸附減速機內(nèi)部的金屬雜質(zhì)。

2.4 防止密封蓋彈出

圖4

密封蓋彈出的主要原因是減速機內(nèi)部壓力過大和密封蓋孔公差選取不當(dāng)，密封蓋孔的公差按密封蓋廠家提出的范圍選取就能符合要求，按經(jīng)驗，選取H8比較合適。減速機內(nèi)部壓力是密封蓋彈出的最主要原因，這壓力主要是潤滑油高度產(chǎn)生的壓力和減速機發(fā)熱，通氣器排氣不暢而產(chǎn)生的壓力。雖然通氣器排氣不暢的原因可由改進通氣器結(jié)構(gòu)解決，但提高密封蓋抗彈出能力是解決密封蓋彈出的最有效方法。

圖5是一種密封蓋防彈出結(jié)構(gòu)，在箱體上加工如局部放大圖所示止脫槽，一般h值取0.3～0.7 mm，a值取1 mm左右。經(jīng)實驗測試，在直徑φ170 mm以下的該密封蓋能承受4個大氣壓以上的壓力，而無止脫槽的設(shè)計試驗結(jié)果是1.5個大氣壓下開始出現(xiàn)密封蓋彈出現(xiàn)象，2個大氣壓下有50%密封蓋彈出（試驗密封蓋直徑φ80 mm，試驗數(shù)量20套）。

2.5 防止通氣器處漏油

通氣器漏油的主要原因有通氣器結(jié)構(gòu)不合理和通氣器位置選擇不當(dāng)，通氣器位置如果選擇不當(dāng)，會在通氣器處持續(xù)不斷地產(chǎn)生滲漏油，如圖6。

齒輪3旋轉(zhuǎn)時甩出的潤滑油直接到達(dá)通氣器位置，并形成一定的油壓，使通氣器產(chǎn)生滲漏。設(shè)計時通氣器應(yīng)避開這些位置，如果實在沒法避開，箱體設(shè)計時可在通氣器位置設(shè)置擋板結(jié)構(gòu)。

四大系列減速機在出廠前已按標(biāo)準(zhǔn)加注潤滑油，減速機在運行時，齒輪嚙合和軸承的摩擦等產(chǎn)生熱量，減速機內(nèi)部溫度將不斷升高，因減速機容積不變，空氣的膨脹將使減速機內(nèi)部壓力不斷上升，如通氣器不開啟，過大的內(nèi)部壓力，會使密封蓋防彈出及油封唇口外翻，導(dǎo)致漏油。減速機在運行時，內(nèi)部最好與外界隔絕以防水汽與粉塵進入，破壞油封密封性能和齒輪嚙合性能。所以四大系列減速機要求通氣器在常態(tài)運行時封閉和當(dāng)壓力達(dá)到一定值時開啟。

在減速機行業(yè)，通氣器的結(jié)構(gòu)非常多，常用通氣器如圖7～圖9。

圖6

圖7

圖8

圖9

圖10

圖7是一種常通式通氣器的代表，通氣孔有朝下的，也有在側(cè)邊的，還有迷宮式的。因為是常通式的，所以不符合四大系列減速機對通氣器的要求；圖8的通氣器在運輸時用閥芯堵塞，在使用時將閥芯拔出，成為通式通氣器，運行時水汽、粉塵等容易進入減速機；圖9的通氣器在使用時，減速機內(nèi)部需要一定的壓力才能開啟，這類通氣器基本符合要求，但在運輸時密封不可靠。我公司通過多年的研究，開發(fā)出一款通氣器，如圖10。

在防塵墊圈7與密封圈4的雙重密封作用下，在運輸時潤滑油不會泄漏；在減速機運行時，拔掉防塵墊圈7，在密封圈4的密封作用下，外面水汽、粉塵等異物不能進入減速機，當(dāng)減速機內(nèi)壓力大于彈簧2的壓力時，閥芯3向上移動，氣流通道導(dǎo)通。由于減速機內(nèi)部壓力大，氣流向外沖，所以這時外面水汽、粉塵等異物不能進入減速機，當(dāng)減速機內(nèi)壓力小于設(shè)定值后，閥芯3向下移動，通氣器進入密封狀態(tài)。

3 結(jié)語

杭州杰牌傳動科技有限公司是以生產(chǎn)四大系列減速機為主業(yè)的減速機專業(yè)企業(yè)，經(jīng)過數(shù)年的研究與現(xiàn)場實驗，成功地解決了減速機的可靠性問題，使國產(chǎn)減速機成功替代了進口減速機，為我國減速機行業(yè)做出了貢獻。

（編輯啟 迪）

TH 132.46

B

1002－2333（2014）05－0279－03

方法興（1974—），男，工程師，從事四大系列減速機的研發(fā)、應(yīng)用工作。

2014-01-22