散包機打散螺旋前軸承座密封的改進

紀洪賓

（福建南紙股份有限公司, 福建 南平 353000）

2001年，我廠引進一條500 t/d系統，是全部用廢紙（美廢+國廢）生產新聞紙的生產線。由于廢紙為了方便運輸，都是用液壓設備打包的，所以使用廢紙時就必須打散。散包機主要任務是對廢紙進行打散工作，成為了十分重要的設備之一。其中散包機4根直徑為550 mm、長度4 000 mm打散螺旋為核心部件。散包機打散螺旋的前軸承和后軸承一樣使用EP2潤滑脂，但是前軸承經常損壞，處理起來十分棘手。如果不從根本上解決問題，不僅設備維修率高還影響正常生產。

1 原因分析

首先散包機在使用過程中連續性打散廢紙，廢紙中含有大量的灰塵；其次打散螺旋前軸承座固定位置就在工作區連接處，由于打散螺旋前軸承密封性能不佳產生了間隙，使潤滑脂從軸承座內流出且同時灰塵從間隙進入軸承座內腔，腔內的潤滑脂與進來的灰塵混合產生了油泥，導致軸承的潤滑不良，造成摩擦與發熱增大，軸承溫度升高，高溫使得軸承材料磨損，從而降低了軸承使用壽命。

2 檢查漏油原因及處理

散包機打散螺旋前軸承的密封如圖1所示。軸承端蓋與軸之間采用填料密封（氈圈油封）。這種設計結構采用毛氈為密封材料，因毛氈本身是自由放置的，無軸向壓緊力，又因毛氈圈與軸摩擦力較大，不宜在需要軸動靈活的場合中使用。使用該設計結構時，短期內密封良好，運轉一段時間后，外面的氈圈首先與污物接觸而得不到軸承內的潤滑劑，所以逐漸失去彈性，泄漏間隙出現，密封失敗。 經檢查，散包機前軸承的軸面油封位置上有明顯的磨損 （6個月內出現磨損，則說明表面硬度低）。為了加強軸上油封位置的耐磨性能，可以使用熱噴涂技術對該軸油封位置進行修復和提高表面的耐磨性能，從而保證軸承座密封成功。

3 密封的改進方法

3.1 密封的選型分析

由于氈圈油封的密封失敗，所以從氈圈油封不足之處入手，找出能夠彌補氈圈油封缺陷的油封。目標鎖定以下三種油封：Z型橡膠油封、單唇骨架油封、雙唇骨架油封。三種油封都能一定程度上彌補氈圈油封的不足。

（1）Z型橡膠油封。這種設計結構能有效阻止所朝向一側液體的泄漏，但無法阻止另一側液體及灰塵的侵入；另外，采用單一的橡膠為密封材料，油封刃口的壓力全靠橡膠來實現，對橡膠彈性要求較高，而因周圍溫度變化較大，橡膠易老化失去彈性從而導致密封失敗。

（2）單唇骨架油封。采用單一旋轉軸唇形密封圈，且結構比Z型橡膠油封多了個彈簧圈，由于自緊彈簧的收縮力對密封軸產生一徑向抱緊力，所以密封效果好。但是密封唇只能防止內部潤滑油的泄出，不能阻止外界的灰塵雜物的侵入。

（3）雙唇骨架油封。主唇的效果與單唇骨架油封一樣，但是副唇起防塵作用，防止外界的灰塵、雜質等進入機器內部。從以上分析可以看出雙唇骨架油可能滿足散包機打散輥的密封要求。

3.2 設計計算

下面以液體的動力學公式來探討如何解決軸端密封漏油問題，即根據流體流經縫隙的計算公式來設計散包機螺旋軸端密封形式。

流經同心環狀間隙的流量vq：

式中 μ——動力黏度

d——軸徑

l——密封件與軸接觸長度

u0——軸與密封件間相對軸向運動速度

h——密封件與軸單面間隙

Δ p ——密封件兩側的壓力

通過以上公式可以看出：

（1） 當軸徑固定時，減小間隙 ，增加接觸長度 ，能有效地減少漏油量。

（2） 降低油溫，能增加油的動力黏度 ，能有效地減少漏油量。

（3） 提高兩旋轉件的同心度，能有效地減少漏油量。

（4）減小兩旋轉件的軸向相對運動，也能有效減少漏油量。

4 改進后的軸端密封結構及原理

根據以上原理改進的散包機打散螺旋的密封如圖2所示，用兩個雙唇骨架油封（雙油封）。采用雙唇骨架油封是為了減小間隙和防塵，采用雙油封是為了增加接觸長度 ，從而減小漏油量。

圖2 改進后軸端密封

5 結束語

改進后在使用中密封效果好，有效地解決了散包機打散螺旋前軸承長期存在的密封不良問題，使軸承得到了長期良好的潤滑，從而大大的延長了軸承的使用壽命。

[1]張盈欣. 除塵風機軸端密封的改進[J]. 機械工程師,2010(11):152.