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軋機軸承機械密封設計及安裝維護初探
2024-10-25
姚建斌
摘 要：在簡要概述了機械密封的技術要求的基礎上，以某札鋼企業(yè)為例,，從準備工作,、安裝步驟、日常維護和故障處理等方面,，詳細分析和研究了該企業(yè)軋機軸承機械密封的安裝維護策略,，以促進軋機軸承機械密封取得良好的應用效果。
關鍵詞：軋機軸承,；穩(wěn)定運行,；機械密封；安裝維護
軋機軸承往往在高溫重載以及頻繁沖擊負荷等一系列較為惡劣的環(huán)境下長期運行,，在軋制過程中,，需要用到的冷卻水通常無孔不入，很容易對軸承的實際潤滑效果造成影響,。為提高軸承方面的密封成效,，有必要對機械密封的安裝和維護工作做出深入探討，以此提高軋機軸承密封質量,，確保軋機可以穩(wěn)定高效運行。
1 機械密封概述
機械密封主要是指由至少一對有效垂直于相應旋轉軸線端面,，同時在流體壓力以及補償機構彈力的持續(xù)作用下,，還有輔助密封的密切配合下長期保持貼合，并且能夠相對滑動所構成的一種可以防止流體泄漏的裝置,。1885年,，機械密封技術誕生于英國，我國 在該領域發(fā)展相對較晚,，現(xiàn)階段機械密封能夠承受的壓力可以達到42MPa以上,，實際可承受溫度約為190～450℃，轉速接近50000r/min,，PV值能夠達到1000MPa·m/s,。其本質上屬于一種專門用于旋轉機械的相應軸封裝置，例如：離心機或壓縮機等設備,，由于傳動軸一般貫穿于設備內外,，軸與設備之間往往會存在一個圓周間隙,，這些設備中的介質能夠借助該間隙持續(xù)向外泄漏，因此,，必須要安裝一個可以阻止泄漏的優(yōu)質油封裝置?，F(xiàn)階段，油封的種類非常多,，而機械密封憑借著泄漏量少及使用壽命長等諸多優(yōu)勢成為各類設備廣泛采用的軸密封方式[1] ,。機械密封在實際安裝過程中，有一定的技術要求,，如表1所示,。
2 軋機軸承機械密封設計分析
國內某軋鋼公司成立于1999年，經(jīng)營范圍較為 廣泛,，如黑色金屬冶煉及相關壓延加工產(chǎn)品還有副產(chǎn)品的制造,、鐵合金、汽車鋼板加工制造以及冶金原燃材料的加工等,。該公司2021年營收達到了216.8億元,，相較于2020年增長近31％，實際生產(chǎn)加工過程 中用到多種軋鋼機,，例如：開坯機,、型鋼軋機、板帶軋機和鋼管軋機等,，為提高各類軋機軸承的密封效果,， 該公司運用了機械密封，對相關的密封件進行改造設計,，取得了良好的密封效果,。
如圖1所示，機械密封的工作原理主要是對密封件的幾何形狀做出改變,，然后對重力及離心力的作用開展科學利用,，使流過（可改為冷卻）水可以順著軸承箱順利排出。在軸承機械密封設計方面,，靠近軋輥一 側的密封蓋設計成迷宮式密封蓋,，兩側的密封蓋與軸承座內孔接觸面各增設一道O型密封圈，從而有效防止冷卻水流入軸承座,。軸承左右兩側的定位套與唇形密封緊密接觸,，在軋輥高速旋轉過程中二者發(fā)生相對運動，故定位套材質采用42CrMo,，表面進行熱處理,， 提高其耐磨壽命?？拷堓佉粋鹊亩ㄎ惶妆砻嬖O計一 道凹槽,，將經(jīng)過迷宮式密封蓋的冷卻水沿徑向甩出去,，減輕對唇形密封的壓力，有效降低冷卻水滲入軸承座的概率,。
3 軋機軸承機械密封安裝策略分析
機械密封裝置屬于一種精密度非常高的部件,，如圖2所示，在實際安裝過程中,，不得對其狠敲猛打,，同時還需要輕拿輕放，使密封裝置穩(wěn)定運行,，達到理想的密封效果[2] ,。
3.1 做好安裝前的準備工作
在實際開展軋鋼機軸承機械密封的安裝作業(yè)前，要切實做好安裝前的準備工作,，主要包括以下幾個方面：
1）工作人員對所要安裝的機械密封的規(guī)格及型號進行細致的檢查,，確保各項內容全部準確無誤，同時嚴格檢查是否存在缺少相關零件的問題,。
2）詳細檢查機械密封元件是否存在損壞,，特別是靜環(huán)、動環(huán)的相應密封端面,，需要嚴格檢查是否存在碰傷問題,，如果存在損壞問題，必須對損壞的零件進行返修,，或直接更換,。除此之外，應借助煤油或汽油對一系列密封元件進行清洗作業(yè),，清洗過程中保證清洗足夠干凈,，直至元件表面不存在任何異物或灰塵。
3）針對軸或者軸套表面,、密封腔內壁和相應的密封端蓋內表面開展全面檢查,，確保不存在溝痕或毛刺等問題。一旦存在上述問題,，必須及時修平、打光處理 工作,，完成后,，再借助煤油或汽油進行清洗，保證各零件足夠清潔,，直至各零件表面不存在任何雜 物及灰塵為止[3] ,。
4）在開展動環(huán)、靜環(huán)表面擦洗工作時,，嚴禁使用不干凈的棉紗或布,，需要借助脫脂棉以及干凈柔軟的紗布進行擦洗,，保證清洗徹底、干凈,。
5）在實際裝配過程中所有環(huán)節(jié)干凈,、清潔，同時還要保證靜環(huán)和動環(huán)密封端在實際安裝過程中不會出現(xiàn)劃傷或碰破等相關問題,。為了增強安裝便利性,，進一步降低安裝難度，還應該在軸或軸套表面涂抹適量的機油,，動環(huán)和靜環(huán)端面也應該適量涂抹,，避免在實際啟動過程中出現(xiàn)干摩擦，從而有效保護機械性能,。
3.2 軋機軸承機械密封安裝步驟
為提高機械密封安裝效率及質量,，依照相關步驟開展安裝作業(yè)，具體如下：
1）零部件的相應幾何尺寸,、實際加工精度均要滿足圖紙要求,，尤其是形成水道方面的尺寸必須滿足要求。按照裝配圖要求,，明確旋轉部件的實際安裝位置,， 并做出合理調節(jié)[4] 。
2）在實際開展裝配工作之前,，還應將機械潤滑油涂抹在軋輥上,，同時對零部件進行擦洗，避免雜物或灰塵等進入,，對機械密封實際質量和效果產(chǎn)生不利影響,。
3）在實際零部件安裝作業(yè)時，要確保各零部件的相應安裝位置,，并對其進行適當合理的調整,，避免因零部件加工尺寸誤差而造成安裝位置變化。
4）機械密封的安裝作業(yè)依照指定順序開展,，并且遵循相關規(guī)定進行裝配,，過程中嚴禁出現(xiàn)大力敲打及磕碰等。除此之外,，軸承箱的密封緊固螺絲應均勻上緊,，防止由于螺絲松緊程度不一致或端蓋出現(xiàn)偏斜而引發(fā)泄漏問題。
5）在安裝作業(yè)完成后,，應仔細檢查輔助裝置是否處于正常狀態(tài),，避免出現(xiàn)干摩擦，盤車時注意觀察是否存在異?，F(xiàn)象,，可以跑合一段時間后再交付使用,。
4 軋機軸承機械密封日常維護工作分析
為了確保軋機軸承機械密封安全、可靠地運行,， 在日常工作中需對密封零件進行科學合理的保養(yǎng)及維護,，具體做法如下：
1）在實際開車前，對機械密封的具體安裝順序,、所有零部件的配置等進行全面,、認真的檢查[5] 。
2）用手指輕輕轉動軋輥,，正常情況下,，能夠感到轉動極為輕快，不會存在任何阻力,，方可證明機械密封各項零部件安裝正常,、運行可靠。
3）在實際轉動過程中,，仔細檢查軸承是否足夠潤滑,、是否存在異常聲音等。
5 做好機械密封常見故障的處理工作
1）實際轉動過程中出現(xiàn)了過熱,、冒煙問題,。導致此類故障問題出現(xiàn)的原因一般包括：加工零件尺寸及形狀精度相對較低；在實際運輸或保養(yǎng)過程中零部件出現(xiàn)了變形問題,；在實際安裝過程中零部件遭受敲打,， 出現(xiàn)了變形問題；零部件本身安裝順序存在錯誤[6] ,。
具體處理辦法主要有：在實際安裝前,，結合圖紙針對所有的零部件開展嚴格的檢查工作，尤其是配合尺寸,、零部件自身的幾何形狀精度等,，需重點檢查；對密封零部件開展專項管理及保管工作,，避免由于存放不合理等導致零部件變形,；運輸過程中盡可能地避免與重物碰撞；安裝過程中嚴禁使用大錘對密封件敲擊作業(yè),，一般可借助熱裝方法提前加熱處理,，再借助小錘進行敲擊，最終到位即可,。
2）完成密封作業(yè)后仍有少量水進入到軸承箱,。此類問題產(chǎn)生原因有：在完成安裝作業(yè)后,，密封件出現(xiàn)了傾斜或零部件幾何精度問題,；軋輥與相應密封件的配合面存在著幾何尺寸不適宜的問題,，無法形成良好的過盈配合；軸承箱上的相應密封件存在質量問題或已經(jīng)損壞,。
具體處理辦法主要有：結合圖紙要求針對零部件進行嚴格檢查,；實際裝配零部件過程中做好清洗工作；仔細檢查軸承箱的密封墊,，一旦存在質量問題或者是已經(jīng)損壞,，及時進行更換。
6 結語
軋鋼機軸承機械密封屬于保證軋鋼機實現(xiàn)穩(wěn)定高效運行,、延長其使用壽命的一個關鍵舉措,，切實做好軋機軸承機械密封的安裝及維護工作，可以提高機械密封的安裝水平,，減少安全事故發(fā)生,。
【參考文獻】
[1]林海波，楊建西.高速球軸承潤滑與密封結構改進設計與試驗[J].機械傳動,，2022,，46（5）：139-143.
[2]賈謙，阮琪,，劉朝豐,，等.渦輪泵機械密封摩擦學性能的計算和試驗研究[J].流體機械，2022,，50（2）：1-7.
[3]徐潔,，俞樹榮，嚴如奇,，等.柔性端面氣膜密封流場分析及密封特性研究[J].中國機械工程,，2022，33（6）：656-663.
[4]張付英,，高勇新,，賀佘燕，等.基于正交試驗的旋轉軸唇形密封可靠性影響因素研究[J].潤滑與密封,，2022,，47（5）：112-120.
[5]張付英，張原浩,，高勇新.旋轉軸唇型密封圈的壽命預測研究[J].潤滑與密封,，2022，47（2）：96-101.
[6]繆樹峰,，王清發(fā),，郭千里，等.軸類密封技術研究現(xiàn)狀[J].南方農(nóng)機，2022,，53（4）：38-43.
來源：《山西冶金》
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