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振動篩軸承箱密封分析與改進(jìn)

瀝青混凝土攪拌設(shè)備拌制瀝青混凝土混合料時，儲存在不同料斗內(nèi)的冷砂石料經(jīng)給料器粗配后進(jìn)入干燥滾筒，在干燥滾筒內(nèi)進(jìn)行烘干、加熱的同時又被混合在一起。篩分裝置的作用在于把熱礦料提升機(jī)送來的砂石料按不同粒徑重新分開，以便在拌和之前分別進(jìn)行精確計量。
　　目前在攪拌設(shè)備中廣泛應(yīng)用的是雙軸振動篩，通過2根傾斜布置的偏心軸同步旋轉(zhuǎn)，使傾斜放置的篩網(wǎng)產(chǎn)生定向振動而篩分物料。本文對振動篩軸承箱密封的機(jī)理及漏油原因進(jìn)行了分析，并提出改進(jìn)措施。
　　1設(shè)備結(jié)構(gòu)及運(yùn)行狀況
　　1.1設(shè)備結(jié)構(gòu)
　　中聯(lián)重科生產(chǎn)的振動篩采用雙軸振動篩的型式，通過設(shè)在2根軸上的偏心塊旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的離心力的作用，使傾斜放置的篩網(wǎng)產(chǎn)生定向振動而篩分物料。如圖1所示，偏心振動軸的兩端由2個軸承13支承，軸承座14裝在保護(hù)管總成15內(nèi)，軸10的兩端均有偏心塊Ⅰ和偏心塊Ⅱ，通過同時調(diào)整偏心塊Ⅱ的數(shù)量，來改變振動篩振幅的大小，保護(hù)管總成15內(nèi)裝有潤滑油潤滑軸承13。

　　1.2軸端密封結(jié)構(gòu)
　　偏心振動軸軸端的密封采用非接觸式迷宮密封與離心密封相結(jié)合的組合密封，作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的迷宮密封環(huán)和固定不動的軸承端蓋之間有4個1mm的環(huán)形間隙，且在間隙內(nèi)填充潤滑脂來實現(xiàn)密封，作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的甩油盤借離心力的作用將潤滑油沿徑向甩出，阻止?jié)櫥瓦M(jìn)入漏泄縫隙處。在迷宮密封環(huán)的左端有迷宮式密封槽，從軸承端蓋處加入潤滑脂，通過這幾個方法達(dá)到密封目的。由于耦合零件有相對運(yùn)動，所以該處的密封為動密封，圖1為原設(shè)計軸承的密封結(jié)構(gòu)示意圖，軸承座2、軸承端蓋9、保護(hù)管總成15組成一個軸承箱。圖2為原設(shè)計的軸承箱潤滑油的油位示意圖。

　　1.3運(yùn)行狀況
　　圖1所示的結(jié)構(gòu)在投入運(yùn)行中，軸承是由軸承箱內(nèi)浸式潤滑的，偏心軸的兩端都伸出軸承箱，偏心軸高速旋轉(zhuǎn)，軸承箱的密封則成了一個難題。中聯(lián)重科采用迷宮密封的型式，迷宮密封在軸的徑向上有間隙，間隙小則密封效果好，但對零件的加工精度要求高，各零件的徑向跳動、端面跳動和尺寸公差等等都會影響密封效果，且軸承溫升高，旋轉(zhuǎn)密封件甚至?xí)ゲ翢龎摹Ａ硗?，潤滑油油面的高度也影響密封效果。?jù)售后服務(wù)反映，存在密封漏油嚴(yán)重、沿軸承端蓋向下流，且還有大塊潤滑脂下流等情況，成為制約設(shè)備安全運(yùn)行的難題，并且頻繁的補(bǔ)油也增加了成本及維護(hù)工作量。
　　2漏油原因分析
　　如圖3所示，迷宮密封是在旋轉(zhuǎn)的迷宮密封蓋上設(shè)有3個依次排列的環(huán)形密封齒，齒與齒之間形成一系列截流間隙與膨脹空腔，被密封的潤滑油在通過曲折迷宮的間隙時產(chǎn)生節(jié)流效應(yīng)而達(dá)到密封的目的，其密封效果與間隙（迷宮密封蓋齒尖與軸承端蓋之間的間隙）、齒尖銳程度、密封齒形狀、齒距、迷宮的數(shù)量、通道的長度和截面形狀及粗糙度等有關(guān)。

　　根據(jù)其密封機(jī)理，分析軸承箱的漏油原因如下：
　　（1）迷宮密封的結(jié)構(gòu)原因。
　　迷宮密封件為裝在旋轉(zhuǎn)振動軸上的直通迷宮密封蓋，受軸向尺寸的限制，迷宮通道的長度和齒間距都很小。從圖1可看出，迷宮密封蓋的齒尖不在軸承端蓋的直通處，迷宮密封蓋與軸承端蓋只有3mm的通道間隙，而且還是斜面，圓周方向間隙不勻，密封齒尖較鈍，齒尖厚度大于1.5mm，一般流道長、齒頂尖時阻力大，壓差損失顯著，泄漏量減少，否則反之；另外，迷宮密封蓋是裝在旋轉(zhuǎn)振動軸上，振動軸及迷宮密封蓋的制造精度、裝配精度都影響密封效果。
　　因此，以上結(jié)構(gòu)上的不足和缺陷是導(dǎo)致軸承箱漏油的直接原因。出現(xiàn)漏油現(xiàn)象之后，曾適當(dāng)減小間隙，但軸承處溫升較高，還采用過將迷宮密封蓋與軸承端蓋選配裝配，效果均不理想。
　?。?）輔助密封未調(diào)整到位。
　　如圖1所示，從潤滑油管總成11注入的潤滑脂不能很好地到達(dá)迷宮密封蓋4的齒尖處，沒有形成輔助密封，是漏油的間接原因之一。
　?。?）潤滑方式及軸承箱原因
　　軸承箱的軸承處體積狹小，軸承至密封的軸向長度短，造成密封距離短、流動阻力小，而在軸高速旋轉(zhuǎn)時軸承箱形成的內(nèi)壓將潤滑油向軸承箱的外側(cè)擠壓造成泄漏。
　　體積相對狹小而密閉性較好的軸承箱，在運(yùn)行過程中，其軸承處的溫升易造成箱體內(nèi)的微正壓，加之箱體內(nèi)旋轉(zhuǎn)件的鼓風(fēng)效應(yīng)和迷宮密封的透氣效應(yīng)，也使?jié)櫥洼^易泄漏。
　　（4）運(yùn)行工況的影響
　?、賵D1甩油盤8的半徑為95mm，潤滑油油面上平面至軸中心的高度為85mm，即甩油盤有10mm浸在潤滑油中，軸旋轉(zhuǎn)時甩油盤會將潤滑油甩起來，而軸承箱內(nèi)的微正壓則會將甩起來的油擠向迷宮密封蓋和軸承端蓋處的間隙內(nèi)，加劇了漏油。
　　②圖2所示的油面高度實際上控制不了，實際運(yùn)行中油面與油標(biāo)的出口平面齊平，這間接地提高了油面高度，導(dǎo)致漏油更嚴(yán)重。
　　③圖1潤滑油管總成11注入的潤滑脂沒有進(jìn)到迷宮密封蓋的齒尖處，而迷宮密封蓋與軸承端蓋只有3mm的通道間隙，而且還是斜面，該處的輔助密封形同虛設(shè)，沒有產(chǎn)生效果。
　　3改進(jìn)措施
　　3.1改變迷宮密封的結(jié)構(gòu)
　　改進(jìn)后的軸承箱結(jié)構(gòu)見圖4。利用螺桿泵原理，當(dāng)液體介質(zhì)沿間隙滲漏時，借螺旋作用而將液體介質(zhì)趕回去，將迷宮密封蓋的3圈環(huán)形密封蓋的螺紋設(shè)計為左右旋向各1個，安裝時要根據(jù)軸的旋轉(zhuǎn)方向注意螺紋的旋向。
　　3.2甩油盤的結(jié)構(gòu)改進(jìn)
　　改變甩油盤的結(jié)構(gòu)，將直徑由φ190改為φ176，使之不浸入潤滑油中，起擋油盤作用，阻止?jié)櫥蛷拿詫m密封蓋與軸承端蓋之間的縫隙中向外擠。
　　3.3輔助密封的調(diào)整方法
　　從圖4可看出，迷宮密封蓋的螺旋部分與軸承端蓋有12mm的間隙通道，用加壓油槍將潤滑脂從潤滑油管總成的油嘴處加入，偏心振動軸邊旋轉(zhuǎn)邊加入潤滑脂，使油脂完全進(jìn)入通道間隙的螺紋處，真正起到輔助密封的作用。
　　3.4潤滑油面高度的控制
　　將潤滑油的油面高度調(diào)整為32～40mm，保護(hù)套管的內(nèi)徑為φ260，則油面至套管中心的距離為90～98mm。
　　對圖2中控制油位的油標(biāo)進(jìn)行改進(jìn)，如圖6所示，油面的尺寸90mm時，正好與油位的油標(biāo)齊平，且甩油盤的半徑改為88mm，也不會浸入油中將油甩起。另從圖4可看出尺寸102mm是潤滑油從保護(hù)套管總成進(jìn)入軸承座的油孔的中心線，因此將油標(biāo)控制在尺寸102mm，工作時擰下油標(biāo)檢查油位，當(dāng)油標(biāo)桿下面無潤滑油時，則表明潤滑油位過低，應(yīng)馬上添加潤滑油，油孔的直徑為φ10，表明還有5mm的油面保護(hù)高度，不致使軸承處于干磨擦狀態(tài)。
　　經(jīng)過以上分析后，對一臺振動篩作了上述改進(jìn)，同時按上述方法進(jìn)行調(diào)試，這臺振動篩現(xiàn)已在工地運(yùn)行了半年多，未出現(xiàn)漏油現(xiàn)象，密封效果良好，達(dá)到了預(yù)期的效果。