溢流型球磨機小齒輪軸承座漏油密封改造研究

袁紅艷

（金隆銅業有限公司，安徽 銅陵 244000）

溢流型球磨機主要由進料部、主軸承、回轉部、傳動部（大小齒輪裝置）、空氣離合器、出料部、主電機、慢速傳動部、頂起裝置、電氣控制等部分組成，是選礦廠采用最普遍的磨礦機。在球磨機運行時，滾筒帶動介質（鋼球）在水平軸做規律的圍繞運動，同時產生較大的離心力，當礦料進入球磨機，傳送帶會將其送到指定高度，隨后拋出使其自由下落，下落的過程中礦料受到球的撞擊以及處于球之間和球與筒體襯板之間的研磨，充分暴露出新鮮表面，得到充分混合，最后經出料篩的排料孔排出磨機，完成粉磨過程。

1 存在的問題

磨浮車間的兩臺球磨機自廠區建成以來已運轉多年，車間每月根據上游車間產生的冶煉渣數量制定生產計劃，檢修按計劃在完成生產計劃后的月修期間進行，平時生產期間無法隨意停車，兩臺球磨機均無備用，生產時必須全部啟動，因此穩定運行至關重要。其主要傳動方式是齒輪傳動，球磨機能否正常工作很大程度上取決于球磨機大小齒輪傳動的效率。大小齒輪采用優質鋼和合金鋼制造，采用斜齒傳動，易調整、壽命長，傳動平穩，噪音低，承載能力強，主電機轉速200r/min，小齒輪軸承使用的是23288CA/W33C3 調心滾子軸承，分布在小齒輪的兩側，齒輪軸為左右對稱，可以調換使用，提高小齒輪軸的使用壽命。球磨機的動力由主電機提供，經軸傳遞給小齒輪，再經球磨機小齒輪嚙合傳送給球磨機大齒圈，從而帶動球磨機轉動來完成物料的粉磨工作。保障小齒輪正常工作是重點之一，其中軸承的潤滑非常重要。專家形象地表明，世界運行在一層極薄的薄膜上,整個工業騎在10 微米的潤滑膜上。潤滑劑不僅可以起到降低軸承的摩擦阻力，還能兼顧減少接受應力、防止銹蝕、帶走灰塵之類的污染物質等作用，大大延長了軸承的壽命。從理論上來說，潤滑油如果能夠達到沒有雜質的程度，軸承將會擁有無限生命，因此潤滑越充分，雜質越少，就越能減少機械故障和停產損失。由于該軸承直徑大，普通的潤滑方式達不到預期的效果，所以兩端的軸承座是使用稀油站供油來進行軸承的冷卻潤滑，油站介質黏度≤320c.s.T，目前選用的是工業齒輪油（600XP150），油站位于球磨機筒體下方的設備基礎上，每臺球磨機對應一臺油站，每臺油站采用兩臺油泵一備一用的供油方式，潤滑油通過油泵進入進油管道輸送至軸承座，經軸承座上方預留的進油孔進入軸承座內腔，轉動的軸帶動油液使整個軸承充分地浸潤在潤滑油中，多余的油液經回油管到冷凝器中降溫后再重新回到油站，循環往復潤滑小齒輪軸承，降低軸承的溫度避免軸與軸承產生摩擦。

使用上述油潤滑方便高效的同時，需要處理好密封的問題，密封是為了阻止外部環境中的灰塵、水汽等雜質進入軸承，同時能夠防止潤滑油的流失而設置的。球磨機投入使用以來，小齒輪軸承座采用了多種密封方式，但是其使用壽命不長，也未起到良好的密封效果，造成潤滑油不斷地從軸頸泄漏，浪費油品增加損耗的同時還污染周邊環境，需定時安排人員進行地面清理，不利于公司的5S 精益管理。

此前球磨機小齒輪軸承座采用的是組合密封，如圖1 所示，組合密封結構復雜，是由過渡盤、密封錐形外罩、密封錐形外罩內設置動態補償密封、迷宮擋油環、補償密封環、集油池及回油管等主要部件組成。在原軸承座兩側安裝組合密封裝置，使軸承座內隨傳動軸轉動滲出的潤滑油，積聚在組合密封裝置集油池內，通過回油管再回到油站。但是，由于軸承座內空腔小，回油通道不暢，大量的油品積累在空腔內，主要靠密封件內部的兩套骨架油封來封住潤滑油，一旦骨架油封失效，潤滑油來不及從擋油環上的回油口回到油箱，就會發生漏油現象。

2 處理過程

日常點檢中，經測溫發現2#球磨機小齒輪一側軸的溫度持續偏高，最高的時候達到了80℃，接近球磨機高溫停車的溫度，軸承座軸頸處發生漏油現象，給生產工作造成了不利影響，若不及時處理，將會造成停車事故。后在月修停車檢修期間安排檢修人員將組合密封從軸承座上拆卸下來后，發現內部的2 只骨架油封（400×440×20，進口氟膠）已經發生碳化失效，無法起到密封作用，如圖2 所示，并且組合密封件失圓變形導致內圈和軸之間沒有了間隙，從而互相摩擦升溫，密封件和軸上都有摩擦痕跡。當下分步對該組合密封進行了緊急處理，將密封件矯正后并對內圈打磨適量厚度，使密封件和主軸之間的間隙調整為2mm，更換新的骨架油封，裁剪合適尺寸的羊毛氈將其壓實，將處理后的組合密封重新安裝上去，漏油情況得到了控制。

圖2 碳化后的骨架密封

根據后續觀察，3 個月左右，該處又發生潤滑油泄漏現象。隨后幾次月修中調整骨架油封和密封組件數次，效果均未達到預期，且由于軸承座周圍檢修空間狹小，檢修人員拆裝該密封組件困難，每次檢修調整所耗費的時間都很長。此方式無法從根本上解決問題，維持時間不長需要頻繁更換油封，庫房備件采購周期被迫縮短，存在采購不及時沒有備件可換的風險。

軸承座漏油除了密封自身缺陷導致封不住油還可能存在其他的原因，油路流通不暢也會造成潤滑油來不及回到油站，下一步對回油管道進行了改進。對軸承座回油通道進行清理，拆下管道發現摩擦導致羊毛氈混入潤滑油中，堵塞了管道，隨之將堵塞的羊毛氈清除。軸承座底部連接的兩條回油管中，較高的一處管道直徑偏小，回油量也較小，在兩條回油管上開孔，使用一根耐高溫軟管將兩條回油管中間部分連接起來，直徑小的回油管回油不暢通的時候潤滑油可以通過軟管進入直徑大的回油管中，減少堆積。此次調整完泄漏現象有所改善，但是效果不明顯。后續直接將直徑小的油管更換掉，也并未起到大的作用，因此管道直徑的大小并不是主要原因，所以管道拆卸清洗只是應對措施，無法將漏油的問題解決。

如何徹底解決軸承座漏油的問題困擾了相關工作人員，從前期的整改措施來看，只更換密封、清洗油管等小改動沒有觸及根本，效果顯然已經不能滿足需求。經過現場反復研究之后，從軸承座本身的結構考慮，決定在大修期間對軸承座進行改造。造成原軸承座漏油最主要的原因是內部空腔小，油路不暢通。針對該問題，重新設計更加適合的軸承座。改造的軸承座具體結構如圖3（a）剖面圖所示，增大了軸承座內部的回油腔，更大的回油腔使潤滑油能夠有足夠的空間及時通過軸承座底部的回油通道進入回油管回到油站，而不是流淌不及時堆積在軸上。

圖3

軸承的密封有接觸式和非接觸式兩大種類，因使用接觸式密封會在接觸面上產生摩擦，所以改造的軸承座采用非接觸式密封，避免產生摩擦造成不利影響。

軸承座密封方式如圖3（b）所示，由甩油環1、導油環2、圓橡膠管（耐油高彈橡膠B8×5×1997）3、雙圓橡膠管（耐油高彈橡膠B8×5×1550）4、壓板5 組成，軸承座兩側分布。

改造后，潤滑油進入軸承座之后，當軸旋轉時，甩油環會呈現不規則的惰轉運動，將潤滑油帶起，使其徑向甩開，甩到軸承箱內壁和軸承上，并攪動潤滑油，使其溫度均勻。

導流環安裝在軸承座上，可以把將要向外流失的潤滑油導回軸承座的空腔中。在接觸的凹槽處卡入圓橡膠管，可進一步防止潤滑油外流。

壓板通過螺栓與軸承座連接，接觸甩油環的地方使用雙圓橡膠管，能夠有效地阻擋外部灰塵等物質進入軸承座，污染潤滑油。

使用此種大油腔軸承座和密封方式，可實現油路暢通，內防潤滑油泄漏，外防雜質進入。

3 結語

經過重新設計安裝的軸承座，實現了不漏油的目標，改造后的軸承座在運行的過程中有以下優點。（1）足夠大的回油腔能夠使潤滑油不堵塞，沒有※再出現潤滑油泄漏的問題，減少了油品的非必要浪費，潤滑油污染情況減少，整體換油清洗的頻率得到降低。

（2）軸承座本身不會變形與軸發生摩擦產生高溫導致停車，不會損壞軸和油封。

（3）該軸與軸承尺寸大，造價高，維修更換困難，改造后降低了檢修頻率，節省了檢修人工費用和備件費用。

（4）新軸承座結構簡單，沒有外部煩瑣的組合件，不需要花費大量的時間進行拆卸。

金隆銅業通過改造該球磨機的小齒輪軸承座保障了該設備的良好運行，同時周邊的衛生環境也得到了改善，為公司的跑冒滴漏整改做出了示范。