MQY4870球磨機軸承座漏油處理

朱巧霖，黃鋼平，高 騰，劉建平

（江西銅業股份有限公司城門山銅礦，江西九江 332000）

0 引言

某礦山選礦廠2#系統采用SAB（半自磨+球磨）工藝流程，MQY4870球磨機于2010年投入使用，小齒輪軸承采用稀油潤滑站潤滑。近幾年，小齒輪軸承座固定端透蓋出現單邊甩油、漏油的現象，多次更換骨架油封后仍未得到有效解決。潤滑油的長期泄漏不僅造成介質浪費，而且造成現場環境污染，不利于現場管理標準化建設。若不徹底解決，可能會引發設備故障，影響生產，甚至引發設備安全事故。

1 密封機構

MQY4870球磨機軸承型號為23280CA/C3W33調心滾子軸承，主軸轉速為200 r/min，工作油壓為0.3～0.4 MPa，流量0.5～0.7 m3/h，滿足設計使用要求。軸承密封采用背靠背的J形骨架油封，密封結構簡單（圖1）。

2 原因分析

圖1 原密封結構

旋轉密封作為一種動密封，一直是密封的難點[1]。骨架油封因結構簡單、容易制造，廣泛應用于軸承潤滑油的密封，其密封性能受材料、結構等多種復雜因素的影響[2]。引起骨架油封失效的因素有很多，如轉軸磨損、軸頸表面粗糙、唇口損壞、轉軸偏心、工作溫度過高、油壓偏大、安裝不規范等[3-5]。通過觀察大小齒輪嚙合面、監測軸承座溫度和振動，各項數據均正常；測量小齒輪軸承聯軸器與電機聯軸器同軸度也符合安裝規范。拆開軸承座檢查發現，由于使用年限長，小齒輪軸出現輕微磨損（油封安裝處），這可能導致骨架油封與軸磨損加快；骨架油封已經老化、局部發生斷裂，骨架油封內存在少量油泥。油泥的存在，表明密封失效后，粉塵顆粒進入密封內部，加快了唇口的磨損。由此可以判斷導致泄漏的主要原因是軸磨損，骨架油封老化、斷裂，唇口磨損。在該密封結構中，密封唇口與軸之間始終存在著摩擦，尤其在軸承因磨損游隙增大，導致軸運轉時偏心量加大，進一步加劇了密封唇口與軸的摩擦，造成骨架油封使用壽命短。

3 治理方案

3.1 透蓋與壓蓋之間增加一個透蓋

由于油封的失效與轉軸軸頸的局部磨損，在每次處理泄漏時必須整體拆卸，對小齒輪軸修復至原尺寸精度，維修周期長。因生產任務緊迫、短期內缺乏長時間停機的機會，采取臨時處理措施在透蓋與壓蓋之間增加一個透蓋，透蓋底部設計有G1/2回油口（圖2）。增加的透蓋起到收集潤滑油的作用，沿著小齒輪軸甩出的潤滑油可經過透蓋回油口回流至稀油潤滑站油箱內。該措施在安裝初期達到了一定效果，泄漏現象得到初步遏制，但隨著骨架油封的磨損失效，泄漏現象又慢慢顯現，泄漏量更大。

圖2 透蓋結構

3.2 重新設計密封

為了徹底解決上述問題，更換軸承座，重新設計了密封結構，采用VDA橡膠密封+迷宮密封+O形密封圈的組合密封結構（圖3）。該結構的主要設計原理如下：

（1）第一道密封采用背靠背的VDA橡膠密封與軸采用過盈配合。VDA橡膠密封的內圈緊緊地抱住軸，工作時密封跟隨軸一起轉動，2個VDA橡膠密封的唇口與二者之間的密封墊板緊貼在一起（安裝時唇口需涂抹薄薄的一層潤滑脂），密封墊板固定于軸承座上。VDA橡膠密封跟隨軸一起轉動，將密封件內圈與軸頸之間的旋轉密封轉化為唇口與密封墊板之間的面密封，密封面積增大，只需保證密封墊板的加工精度和安裝精度就能達到良好的密封效果[6]。

圖3 新密封結構

（2）第二道密封采用迷宮密封與O形密封圈。迷宮密封是一種較好的防塵密封，它主要由旋轉軸與固定的密封零件之間形成復雜曲折的間隙組成，因此保證間隙的安裝精度，對密封效果起著重要作用[7]。迷宮密封安裝時用鎖緊螺母固定于軸上，工作時跟隨軸一起轉動。軸承座設計有加油嘴和油道，通過加油嘴定期注入潤滑脂填充滿間隙，起到防塵密封的作用。在此密封結構中，絕大部分潤滑油通過軸承座上的油槽回流至軸承座集油腔，從軸承座底部排油口流回油箱，少部分因軸轉動甩起的潤滑油沿著軸向被甩出。密封迷宮的內表面與軸之間存在著間隙，為了防止泄漏，在迷宮密封處設計有O形密封圈。O形密封圈除了能有效阻止沿著軸向甩出的潤滑油發生泄漏，還能阻止粉塵顆粒沿著密封迷宮的內表面與軸之間的間隙進入密封裝置內部。

4 結論

原密封結構簡單，密封唇口與軸之間始終存在著摩擦，骨架油封的使用壽命短，頻繁更換骨架油封不僅費時耗力，增加了生產成本，而且極大影響了設備運轉率。重新設計密封結構后，從根本上解決了上述問題。在2#系統停機大修的時候對MQY4870球磨機的小齒輪軸承座進行了整體更換。開機運行10個月以來，球磨機運行平穩，各項數據均正常，軸承座潤滑油泄漏的問題得到了徹底解決。此次改造的成功，不僅解決了設備的頑疾，而且為類似設備的密封設計積累了寶貴經驗。