干井密封在立式減速器中的應用

王德娟 呂劍華

(1.久益環球(天津)裝備制造有限公司；2.祥威機械設備傳動有限公司)

輸出軸向下安裝的減速器被統稱為立式減速器，被廣泛應用于醫藥、化工、制藥、食品及環保等行業，其防污染、防漏要求較高，對減速器密封有嚴格要求。由于減速器立式安裝，對油封的壓力較大，減速器長期運轉時容易造成油封老化、磨損，導致減速箱內的稀油容易從輸出齒輪與封油圈之間沿輸出軸流入到油封處，造成磨損的油封被稀油溶解，并沿輸出軸滲漏出去，致使箱體空腔內稀油不足，潤滑度降低，加快了輸出齒輪和輸出軸的磨損，而且被溶解的油封滲漏還會造成環境污染，特殊工況下密封泄漏可能會引起爆炸。為此，有效防止立式減速器的漏油顯得尤為重要。

1 原密封結構分析

立式減速器輸出軸做旋轉運動，所需密封為旋轉動密封，常用的立式減速器輸出軸上的密封結構如圖1所示，由雙唇密封和密封端蓋組成，此雙唇密封是依靠彎折了的橡膠彈性力和附加環形螺旋彈簧的扣緊作用而緊套在軸上，阻斷了泄漏間隙，達到密封作用。圖2是在圖1的基礎上加了迷宮密封的機構，對油封起到保護作用，防止外界灰塵或其他雜質進入。但是這兩種設計結構都是靠單唇或者雙唇油封來達到密封目的，經過長時間的運轉，潤滑油通過齒輪被甩入密封腔, 進入密封腔的油量越來越多,壓力越來越高, 于是油液便主要以滲透的方式泄漏出來，導致密封失效。

圖1 常用的密封結構示意圖

圖2 加裝迷宮密封的密封結構

2 干井密封的原理與結構

2.1 干井密封的原理

干井式密封結構通過降低稀油油位，輸出軸軸承采用油脂潤滑，通過密封套筒、輸出軸和輸出齒輪，將箱體分成稀油與干油潤滑兩部分，稀油與干油潤滑分開，可以完全杜絕輸出軸漏油的情況發生，并延長輸出軸封的使用壽命，保證設備正常運轉。

2.2 干井密封的結構與實現方式

圖3所示為一種防漏油的減速器立式安裝干井密封機構。該機構采用分箱結構，箱體內設有空腔，并延伸至箱體外，輸出齒輪置于箱體空腔內，并與輸出軸以鍵連接傳遞扭矩，封油環設計成迷宮形式置于輸出齒輪的下端，使液體很難進入空腔內，并且密封油環設計成內凹的形式，形成存油室(圖4)，即使在高速運轉的時候有部分液體進入，也會存在油室內。但需要強調的是，箱體內潤滑油的高度低于封油環，為了盡可能降低油位，此種應用應采用強制潤滑方式，密封套筒上部與封油環以間隙配合，并加工有3個溝槽,這樣即使液體油在減速器運轉時進入到封油環內，也會通過溝槽回流到箱體。密封套筒與輸出軸之間有留有2mm左右間隙，下部有兩種設計形式：一種是密封套筒與箱體通過平面密封與箱體螺栓連接，實現定位，并在箱體內與密封套筒配合表面加工凹槽，用以放置密封圈(普通O形圈即可)，使液體油更難進入空腔內；另二種是密封套筒與箱體過渡配合，在密封套筒的外表面加工凹槽，用以放置密封圈。

圖3 立式安裝干井密封機構示意圖

圖4 密封油環結構

輸出軸的輸出部分設有軸承座，軸承座內設有軸承和軸承端蓋。輸出軸與油封環過盈配合，雙唇油封裝在輸出端蓋和油封環之間。油封環的設計考慮為保護輸出軸，即使油封環有磨損，更換方便成本也低，而軸承端蓋既定位軸承，又可以作為放置油封的油封室。軸承端蓋的設計結構，一方面實現密封的軸向定位，另一方面保護油封免受粉塵或者化學物品的腐蝕，使其延長壽命。由于軸承采用油脂潤滑，實現箱體外注油。在輸出軸上，裝有擋油環，置于軸肩與定位環之間，擋油環為了更容易控制油脂量，防止注油時油脂往空腔上部流動，此時注油量就可以根據端蓋上加工的管螺紋孔觀察，當發現有油脂擠出，則停止注油。

3 結束語

針對現有立式減速器密封技術存在的不足，設計了一種防止漏油、滲油的立式減速器干井密封結構，該結構能夠減少輸出齒輪和輸出軸的磨損，安全系數高，并能延長密封的使用壽命。