管志義

（湖南華菱湘潭鋼鐵有限公司，湖南湘潭 411100）

引言

齒輪油泵作為離心式鼓風(fēng)機輔助油泵，是鼓風(fēng)機的關(guān)鍵部件。當(dāng)齒輪油泵密封部位出現(xiàn)漏油時，將影響離心式鼓風(fēng)機安全穩(wěn)定運行，同時又會對現(xiàn)場環(huán)境造成污染。齒輪油泵漏油一般出現(xiàn)在以下部位：泵體壓蓋和泵軸、泵體密封件與齒輪軸頸處、泵體與密封件接觸面、進出油管路及閥門連接處等。離心式鼓風(fēng)機運行過程中齒輪油泵泵體密封件和齒輪軸頸處滲漏油現(xiàn)象最為頻繁。

1 齒輪油泵基本概況

齒輪油泵作為鋼廠煤氣加壓站離心式鼓風(fēng)機輔助油泵，主要是在鼓風(fēng)機啟、停過程中對鼓風(fēng)機的支撐和止推軸瓦進行潤滑，以確保鼓風(fēng)機安全平穩(wěn)啟、停。齒輪泵基本參數(shù)為轉(zhuǎn)速1 400 r/min，功率1.1 kW，頻率50 Hz，正常工作壓力0.4～0.5 MPa，鼓風(fēng)機啟、停過程中系統(tǒng)油壓可達(dá)0.6 MPa，油泵密封填料為氈墊。齒輪油泵結(jié)構(gòu)示意圖見圖1。

圖1 齒輪油泵結(jié)構(gòu)示意圖

2 漏油原因分析

齒輪油泵泵體密封件和齒輪軸頸處漏油，主要是由于泵體內(nèi)孔或齒輪軸頸與密封件之間密封體不能有效密封導(dǎo)致。因此，泵體密封件和泵齒輪軸頸漏油與泵體、密封件和齒輪軸三個零部件的設(shè)計、加工制造、裝配工藝及密封件材質(zhì)和選型有關(guān)［1］。

2.1 泵體漏油

齒輪油泵泵體多為鑄鐵件，鑄造成型。鑄造過程中鑄件可能出現(xiàn)一些缺陷，如齒輪油泵安裝油封內(nèi)孔圓周面有砂眼、裂紋等，造成漏油。

2.1.2 泵體密封處內(nèi)孔質(zhì)量

油泵泵體密封處內(nèi)孔圓周面的粗糙度、圓周度和尺寸大小以及圓周面平面度都必須符合設(shè)計要求，否則也會造成漏油。

2.2 油泵齒輪軸頸漏油

油泵由齒輪軸、從動齒輪等運動件組成，腔內(nèi)盛有機油，由壓蓋和密封件進行封油。齒輪軸密封件沿著外圓周裝入軸前端壓蓋內(nèi)，密封件與軸頸為過盈配合。齒輪油泵正常運行狀態(tài)下，齒輪軸始終處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，其轉(zhuǎn)速隨離心式鼓風(fēng)機運行工況變化。因此，油泵齒輪軸頸處的密封件，除了承擔(dān)密封作用，還需進行相對運動。就油泵設(shè)計角度和工作狀態(tài)而言，在密封件運行過程中內(nèi)孔和軸頸圓周表面，有一定量的油液形成油膜來保證軸頸和密封件不會出現(xiàn)干磨的現(xiàn)象［2］。

在實際齒輪油泵解體時發(fā)現(xiàn)，齒輪軸的軸頸圓周面有時會發(fā)現(xiàn)磨痕，導(dǎo)致軸頸漏油。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的一個原因是油泵齒輪軸表面粗糙度或硬度不達(dá)標(biāo)；另一個原因是在油泵運行過程中，密封件老化、硬化，或雜質(zhì)進入密封件和軸頸之間，對軸頸產(chǎn)生磨損。

2.3 油泵密封件漏油

針對油泵密封處漏油原因，從油泵檢修防護和密封件使用工況兩個方面分析。

隨著信息化的高速發(fā)展，高校資產(chǎn)管理平臺也在不斷推陳出新，從單純的數(shù)據(jù)管理擴展為與預(yù)算、采購和實際使用都相結(jié)合的綜合性大數(shù)據(jù)管理平臺，成為高校資產(chǎn)管理制度創(chuàng)新、方式創(chuàng)新的基礎(chǔ)。在保障資產(chǎn)賬目清晰的基礎(chǔ)上，高效地利用資產(chǎn)管理信息平臺非常有利于實現(xiàn)學(xué)校資產(chǎn)的保值增值，真正提高學(xué)校資產(chǎn)管理水平。本文根據(jù)我校資產(chǎn)管理工作實踐，提出了幾點利用信息化平臺提高資產(chǎn)管理效益的建議方案，并已實際應(yīng)用于本單位的資產(chǎn)管理工作中，收到了較好的效果。

2.3.1 檢修防護

油泵泵體在組裝或檢修過程中防護措施不到位，拆除、安裝密封件時，泵體內(nèi)孔圓周面有碰磕、損傷的情況。密封件裝配時被劃傷、擦破，產(chǎn)生漏油。

2.3.2 密封件使用工況

現(xiàn)場使用的離心式鼓風(fēng)機輔助油泵腔體密封為汽輪機L-TSA46#機油，工作溫度范圍為10～70 ℃，廠家提供的齒輪油泵密封件為氈墊。但氈墊在現(xiàn)場實際使用過程中存在兩個問題，一是氈墊安裝過緊時，氈墊彈性下降，齒輪軸與氈墊摩擦過熱，造成接觸面彈力失效，氈墊磨損引起密封部位漏油，但氈墊安裝過松又不能起到密封作用。二是在齒輪油泵獨立運行時，系統(tǒng)油壓力為0.3～0.4 MPa，油密封部位未見漏油，但在鼓風(fēng)機啟機過程中，機組自帶主油泵二次加壓，系統(tǒng)油壓為0.6～0.7 MPa，此時密封部位出現(xiàn)漏油，嚴(yán)重時因漏油泄壓，導(dǎo)致鼓風(fēng)機不能正常工作。因此，鑒于齒輪油泵密封件現(xiàn)場實際運行狀態(tài)，考慮對密封件重新選型。

3 改進措施

通過對齒輪泵漏油異常狀況的原因分析，提出以下改進措施。

3.1 油泵本體漏油改進措施

3.1.1 油泵質(zhì)量驗收

泵體在到貨后應(yīng)嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)驗收，嚴(yán)禁使用存在缺陷的產(chǎn)品，尤其是油泵安裝密封件內(nèi)孔直徑公差、粗糙度應(yīng)符合表1要求。

表1 油泵體內(nèi)孔的加工精度和粗糙度

3.1.2 工作環(huán)境改善

油泵所處的離心機式鼓風(fēng)機廠房內(nèi)粉塵含量較高，在墻體、門窗裝設(shè)除塵透氣網(wǎng)，降低機房內(nèi)粉塵含量；定期檢查、清理油箱中因鼓風(fēng)機主油泵電木齒和軸瓦運行磨損產(chǎn)生的碎屑。

3.2 齒輪軸頸處漏油改進措施

新齒輪油泵到貨后及日常檢修時，需嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)對齒輪軸頸處表面硬度、外圓粗糙度和公差進行檢查驗收，其中表面硬度一般為30～40 HRC，軸頸處的配合公差和外圓粗糙度應(yīng)符合表2要求。尤其要重點檢查齒輪軸密封軸頸圓周面粗糙度是否達(dá)標(biāo)，如不達(dá)標(biāo)，將會對油封產(chǎn)生致命性磨損，造成不能有效密封。

表2 油泵齒輪軸的加工精度和粗糙度

齒輪軸轉(zhuǎn)速是影響油封工作壽命的重要因素之一。在一定接觸壓力下，齒輪軸轉(zhuǎn)速越高，摩擦引起的溫升越快，越易造成油封密封件磨損、老化，因此油泵齒輪軸在不同轉(zhuǎn)速范圍都規(guī)定了選用密封件的種類，選擇合適的密封件是齒輪軸運行工況的特定需求［3］。

3.3 油泵密封件改進措施

3.3.1 油泵密封件選型

根據(jù)前文漏油原因分析，綜合油泵所處環(huán)境和工況，需對原有氈墊密封件進行改型。在選擇新型密封件時，應(yīng)結(jié)合油泵的工作轉(zhuǎn)速、耐壓等級以及鼓風(fēng)機運行工藝參數(shù)和現(xiàn)場實際情況一起考慮［4］。綜合選型后，選用材質(zhì)為丁腈橡膠骨架油封和氟橡膠墊組合密封。

單獨采用氟橡膠墊替代氈墊，在系統(tǒng)油壓達(dá)0.6～0.7 MPa 時，密封部位未出現(xiàn)漏油，但在油泵多次啟、停后，齒輪軸頸處出現(xiàn)油泄漏。單獨采用丁腈橡膠骨架油封替代氈墊，獨立運行齒輪油泵，在系統(tǒng)油壓達(dá)0.3～0.4 MPa 時，密封部分未出現(xiàn)油泄漏，但在鼓風(fēng)機啟機過程中，當(dāng)系統(tǒng)油壓達(dá)到0.6～0.7 MPa時，密封部位出現(xiàn)油泄漏。故在齒輪軸頸前端原毛氈墊安裝位置采用丁腈橡膠骨架油封和氟橡膠墊組合密封。丁腈橡膠骨架油封和氟橡膠墊都具有以下優(yōu)良特性：耐油、耐熱、耐寒、耐磨、彈性好、機械強度高、摩擦系數(shù)小等。為防止由于外力或齒輪油泵頻繁啟、停造成骨架油封磨損而導(dǎo)致密封不良，骨架油封選用雙唇有彈簧旋轉(zhuǎn)型式，結(jié)構(gòu)見圖2。

圖2 雙唇有彈簧旋轉(zhuǎn)型式骨架油封剖面圖

3.3.2 密封件的裝配技術(shù)要求

在安裝或檢修更換改進后的油封組件時，應(yīng)嚴(yán)格按照油封與齒輪軸同心度的要求進行裝配。如安裝偏心會造成油封內(nèi)孔與齒輪軸磨損，間隙變大，密封失效，進而出現(xiàn)漏油現(xiàn)象。同樣，齒輪軸密封件內(nèi)孔直徑過盈量的大小與其所受徑向力有很大關(guān)系。所受徑向力越大，密封件內(nèi)外孔過盈量也隨之增大，造成密封件徑向形變增大，工作時易老化、磨損，使用壽命縮短；反之過盈量越小，密封件徑向形變越小，則補償偏心的能力越差，容易泄漏油［5］。

新密封組件安裝需要注意以下幾點。

（1）鼓風(fēng)機檢修時定期對齒輪油泵及油箱進行檢查、維護、換油，減少油箱雜質(zhì)顆粒和油泥對油封的損傷。

（2）安裝使用骨架油封和氟橡膠墊組合密封時，一定要在密封件內(nèi)孔之間涂抹潤滑油脂，降低摩擦系數(shù)，防止因缺少潤滑脂造成密封件與軸頸出現(xiàn)干磨。

（3）密封件在安裝或檢修時，為了保證油泵密封處內(nèi)孔、齒輪軸、油封壓蓋的偏心量在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，可適當(dāng)調(diào)整骨架油封的過盈量，但還需保證齒輪油泵體內(nèi)孔與齒輪軸的同軸度。

（4）采用外骨架油封時，應(yīng)選擇熱膨脹系數(shù)與座孔材質(zhì)相近的金屬材料制作骨架，以確保油封裝配后的牢靠性和可拆性。

（5）為保證密封效果，油封的外徑和圓度應(yīng)滿足表3要求。

表3 油封外徑和圓度公差 mm

（6）油封檢修安裝時，應(yīng)給予油封一定的徑向力，使骨架油封的過盈量滿足安裝需求，其數(shù)值見表4。油封在安裝使用過程中不得超過最大偏心量，以此達(dá)到油封的密封效果，油封的偏心量見表5。

表4 油封對軸的過盈量 mm

表5 油封最大允許偏心量 mm

（7）在選用新的密封組件后，油泵密封安裝或檢修時需要保證齒輪軸頸密封件裝配處的圓周面粗糙度Ra不超過0.8 μm，盡可能保證粗糙度Ra在0.2～0.4 μm 之間；齒輪軸的裝配公差為f6；密封件的外徑公差為0.08～0.20 mm，圓度公差為0.18 mm；密封件對軸的過盈量為0.5～0.9 mm；密封件安裝偏心量為0～0.15 mm；軸的偏心量為0～0.20 mm。

4 效果驗證

選取一臺齒輪油泵進行試驗，齒輪油泵的密封件采用新密封組件，按照標(biāo)準(zhǔn)和要求進行裝配后，油泵未出現(xiàn)漏油現(xiàn)象，同時在拆卸檢查油封時未發(fā)現(xiàn)損壞現(xiàn)象。進一步對現(xiàn)場17 臺齒輪油泵進行改進，運行一段時間后，也未出現(xiàn)漏油現(xiàn)象。

5 結(jié)束語

針對離心式鼓風(fēng)機輔助油泵漏油問題進行原因分析，提出了油泵本體和齒輪軸加工精度、使用工況以及泵體密封部件改進措施。將氈墊密封改為耐壓、耐磨雙唇有彈簧旋轉(zhuǎn)的骨架油封和氟橡膠墊組合密封后，齒輪油泵未出現(xiàn)漏油現(xiàn)象，達(dá)到了鼓風(fēng)機長周期穩(wěn)定運行的目的，解決了齒輪泵頻繁漏油問題，減輕了現(xiàn)場操作人員工作強度。