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大軸徑引風機軸承箱漏油治理研究

2013-10-09

陳慶　由立臣　郭奇
（吉林化工學院，吉林市　132022）
　　摘　要：本文對大直徑引風機軸承箱漏油治理提出幾點改進措施，供同行參考。
　　關鍵詞：引風機；軸承箱；漏油
　　幾年來，我們對一些國產大直徑風機軸承箱漏油問題進行現場考察和研究探討，并就具體問題，提出了相應改造方案，取得一定效果。
　　一些動力廠、水泥廠、發電廠等的旋轉軸設備軸封、接合面等處漏油問題比較嚴重，尤其是大直徑風機在這方面的問題尤為突出。一些風機自投入使用以來，泄漏問題嚴重，一直未得到有效解決，既造成了經濟浪費又污染環境，工人勞動強度和精神緊張程度也大為提高，勞民傷財，嚴重威脅安全正常生產。風機軸承箱及接合面處漏油是一種普遍現象，幾乎所有的這類國產設備都不同程度存在漏油問題，已成為急待解決的科研課題。由于影響泄漏的因素較多，許多研究機構和制造廠家都做了很多工作，但效果不太明顯。對此，我們經過全面考察研究，做了一些有益工作，使漏油問題有了較大改善。但由于條件不同，具體問題還需要深入研究。
　　1　密封失效的幾個方面
　　經考察研究發現，這類密封失效存在這樣或那樣的問題，現總結如下：
　　（1）氈圈密封壓蘭設計不合理：氈圈密封基本上是用于保存潤滑劑的，所以經常被安裝在各種轉動軸的軸承附近。與軸的表面只有較小的接觸就能發揮作用，并不需要擠壓，也不需要和軸套靠很緊。而原設計采用壓蘭擠壓油氈，這嚴重違反了油氈的密封機理。
　　（2）密封腔結構尺寸設計不合理：原設計一般采用氈圈密封，根據氈圈密封的特點，氈圈設計高度應大于它與軸向接觸處的厚度。而實際設計一般都不符合這一要求。另外密封腔底部擋環與軸之間的實際運轉間隙過大，已大大超出設計規定的范圍。這也是造成泄漏的一個原因。
　　（3）軸承箱內部設計考慮不充分，只有甩油環，缺少擋油環，致使潤滑油泄漏傾向加大。
　　（4）密封填料使用不當；一般情況下，軸徑較大且轉數也相對較高時，考慮軸溫問題，軸承箱軸封密封腔都較短。一些用戶在較短的密封腔內，采用一層碳纖維盤根、石墨盤根或聚四氟乙烯盤根，這是極不符合要求的做法。這樣不僅會使軸溫較高，而且單層盤根根本起不到密封作用。
　　（5）軸的加工精度不夠：軸表面存在明顯可見的車削加工痕跡，在軸運轉過程中，潤滑油易被螺旋擠出。這一現象筆者已通過現場實驗得到驗證。另外，在軸徑較大，轉數在500～1000r/min之間不等，葉輪尺寸較大的情況下，加工精度不高時，一般運轉起來都有可見的擺動量。漏油是不可避免的。
　　2　改進措施
　　（1）合理的氈圈密封結構設計
　　原設計一般采用如圖1所示的結構，這是一種不合理的設計方法。氈圈密封的設計結構非常簡單且形式較多，能適應的軸轉數的范圍很廣，并且在安裝時與軸的表面形成緊密的接觸而不會產生很大的接觸壓力。一些常用的氈圈密封的設計有：常用型，填料盒型，壓入配合型，杯環型等，設計時密封腔底部擋環與軸之間的實際運轉間隙必須嚴格控制。一般間隙在0.25～0.40mm以內，否則氈圈磨損嚴重，更換困難。具體型式如圖2所示。

　　（2）正確合理設計和使用唇環密封
　　圓周唇環密封是旋轉軸的密封中對于面間流動采用彈性體密封裝置的典型代表。其價格便宜，運轉性能良好，材料范圍廣泛，壽命較長，泄漏率低，具有高度的可靠性。由于唇環密封能適應廣泛變化的密封要求，從常壓到中壓，溫度使用范圍相當大。因此，較高溫度條件下封油結構采用這種密封是Z為恰當的選擇。水泥廠的窯頭風機和窯尾風機溫度一般較高，因此，對于高溫的場合，選擇密封時應著重考慮唇環密封。用于風機軸承箱上的唇環密封，一般采用比較簡單的單唇形封裝結構和套裝結構。如圖3所示，（a）為封裝密封，（b）為套裝密封。
　　唇環密封材料多種多樣，一般根據不同場合采用皮革材料和合成材料等。加工方法可以采用車床切削加工，也可以采用模壓，根據具體情況而定。設計時，應按一定的過盈配合設計撓性唇，撓性唇尖而光滑，由撓性唇通過過盈配合施加于旋轉軸表面，應該有足夠過盈量以適應軸的偏心，但不能影響潤滑膜的形成。實踐表明0.076～0.25mm的過盈量就足以起到必要的流體動力泵的作用了。考慮到由于泡脹和熱膨脹所引起的尺寸補償，唇與軸的徑向過盈量至少應為0.25mm。
　　（3）設置擋油裝置和回流孔
　　一般設計只有甩油環而缺少擋油環，對于漏油較嚴重的情況在不影響運轉條件下設置一個擋油環。擋油環應與軸固定并隨軸一起旋轉，即可以阻礙油外漏，又可以將靠近密封腔口的潤滑油向外甩出，對阻止油的泄漏能起到較好的效果。擋油環應設置在油腔里面，盡量靠近密封腔，但不要與腔體外側產生摩擦，間隙在0.05～0.10mm為宜。同時在密封腔里面的下部開設一回流孔，油外漏的傾向大大降低。這一點我們在漏油治理工作中得到了很好驗證。如圖4所示。
　　（4）油腔內的負壓效應
　　在一定的轉數下，甩油可使油腔內產生微正壓，至少是常壓。為消除這一現象，可將注油孔通過導管與風機的入口適當位置連通，致使油腔內處于常壓或微負壓。如圖5所示。但這一方法的實施不要影響正常的注油。導管連接處可以采用螺紋連接或卡箍連接等容易拆卸的方法。
　　3　結后語
　　以上幾點改進措施是我們在實際工作中的總結，具體問題應該具體分析，采用相應的具體解決方法，不能千篇一律。由于大軸徑的引風機功率較大，葉輪較大，任何改進方案都必須審慎從事，三思而后行。要反復考慮改造后可能帶來的意外不良后果。如軸溫是否會增高，摩擦阻力是否會增大，功耗是否增大等。起動前，必須先盤車，嚴格按操作規程進行操作。筆者曾經在改造一臺大直徑引風機的工作中遇到過類似的問題，故在此向同行一表忠告。
來源：《潤滑與密封》2003年01期