輥壓機是20世紀80年代中期在國際上發(fā)展起來(lái)的高效粉磨設備。以其為主組成的擠壓粉磨新工藝在增產(chǎn)節能方面有著(zhù)顯著(zhù)的效果,受到國際水泥界的普遍重視,成為發(fā)展粉磨工藝的一項新技術(shù)。目前,輥壓機已成為水泥粉磨系統的主要設備,由于輥壓機結構較為復雜、載荷大、系統部件多、工作環(huán)境惡劣、零部件老化等因素,使用過(guò)程中難免出現故障。常見(jiàn)的有:輥面磨損、軸承溫度過(guò)高、液壓缸漏油嚴重、減速機高速軸漏油等。本文主要討論HFCG150-100輥壓機高速軸漏油問(wèn)題及其處理方法。
1 高速軸漏油的幾種情況及處理方法
HFCG150-100輥壓機減速機高速軸密封由一個(gè)骨架油封TC 160×190×16和一個(gè)無(wú)骨架J型油封160×190×16組成。TC型骨架油封主要起密封液壓油的作用,J型油封主要起防塵的作用,兩者組合在一起使用J型密封圈可以屏蔽外界的粉塵等污染物,給TC型骨架油封創(chuàng )造了一個(gè)良好的環(huán)境,延長(cháng)了油封的使用壽命。盡管如此,經(jīng)過(guò)長(cháng)時(shí)間的使用,油封會(huì )逐漸老化,唇口失去彈性、開(kāi)裂,從而導致密封失效,引起油漏事故。如果漏油量比較大,需要及時(shí)停機維修處理,以免導致潤滑油浪費及污染環(huán)境,嚴重將可能導致其它零部件的故障。
叉河水泥一線(xiàn)水泥粉磨站輥壓機減速機高速軸在年初大修時(shí)更換了密封,可是運行不到1個(gè)月就出現了嚴重的漏油,更換新的密封發(fā)現J型密封圈已經(jīng)硬化、開(kāi)裂,密封的材料不適合在高溫下長(cháng)期工作。圖1為高溫硬化失效的J型密封圈(部分)。油封使用時(shí)間長(cháng)了以后橡膠老化失去彈性,油封唇口與軸的徑向接觸壓力下降,具有一定壓力的潤滑油通過(guò)性會(huì )加大,從而引起液壓油的泄漏。
1.1 油封損壞引起的漏油
此類(lèi)故障的處理一般是直接更換新的油封。在安裝油封的時(shí)候,首先要檢查油封是否存在制造缺陷,或者在儲存、運輸過(guò)程中導致的損壞。重點(diǎn)檢查唇口及骨架變形、劃傷,檢查油封中的自緊彈簧是否完好。其次,要掌握安裝油封的基本方法,不可野蠻作業(yè),以免損壞唇口或骨架。油封安裝前要將唇口和孔槽清洗干凈,并在唇口抹適量的潤滑油,使接觸面形成一定的油膜。
在選擇油封時(shí)應綜合考慮其工作條件及經(jīng)濟性,以便選擇合適的材料。對于輥壓機高速軸而言,由于其轉速達到1 440 r/min,在油封唇口與軸的表面摩擦產(chǎn)生大量的熱量,接觸面會(huì )產(chǎn)生很高的溫度(超過(guò)120 ℃)。實(shí)測密封端蓋的表面溫度達到65 ℃左右,內部溫度則更高,所以一般的油封不滿(mǎn)足這樣的工作條件,必須選擇性能優(yōu)良的油封材料。考慮轉速及溫度的油封材料選擇如表1所示。
高速軸密封件一般選用硅橡膠和氟橡膠,由于硅橡膠不耐油,機械強度低,價(jià)格昂貴,很少在密封件中使用。氟橡膠綜合性能優(yōu)越,耐溫高可達300 ℃ ,耐酸堿、耐油性是耐油橡膠中最好的,可在200~250 ℃下長(cháng)期工作,因此高速軸密封件選用氟橡膠較為合適。
我廠(chǎng)一線(xiàn)水泥粉磨站輥壓機在2014年8月進(jìn)行了高速軸漏油的處理,選擇氟橡膠密封件作為高速軸密封,漏油程度明顯減小,運行了3個(gè)月還沒(méi)有出現嚴重的漏油現象。但漏油現象并沒(méi)有完全消除,這主要是密封軸套磨損形成溝槽所致。
1.2 高速軸密封軸套磨損引起的泄漏
HFCG150-100輥壓機高速軸密封軸頸嵌套有一軸套,當軸套磨損后可以更換。這樣設計的好處是維修方便,而且維修成本低。當軸套磨損形成溝槽后,密封件對軸的徑向壓力減小,液壓油泄漏量變大,這時(shí)即便更換密封也起不到多大的效果,應該更換密封軸套。如果不更換軸套,應對其表面進(jìn)行修復,一般采用刷鍍的方法現場(chǎng)修復。
軸套材料建議優(yōu)先45#鋼或ZG310,45#鋼需調質(zhì)處理,硬度達到HB230-HB250,使其表面達到一定的硬度提高其耐磨性。在沒(méi)有45#鋼的情況下也可選擇Q235,或者取一段無(wú)縫鋼管加工成需要的尺寸。在加工時(shí)需要注意防止工件變形,同時(shí)需要考慮工件受熱的膨脹量對鋼套與軸配合公差的影響。查《機械設計手冊》得碳鋼在20~100 ℃的線(xiàn)膨脹系數為:α=(10.6~12.2)×10-6,在(20~200)℃的線(xiàn)膨脹系數為:α=(11.3~13)×10-6。假設這里取α=11.3×10-6,溫度差為80 ℃,則根據公式D=D(1+αΔT )得出:D=140(1+11.3×10-6×80)=140.126 mm。這只是理論計算,實(shí)際受材料成分、受熱情況、微觀(guān)結構等因數影響,膨脹量可能沒(méi)有那么多,建議取內孔公差為-0.01 mm~-0.03 mm,因為軸受熱同時(shí)也會(huì )膨脹。
1.3 其它情況導致的漏油
輥壓機高速軸漏油除油封損壞及軸套磨損形成溝槽所致以外,軸承磨損導致偏心量大或者輥壓機異常振動(dòng)也有可能導致漏油。輥壓機周?chē)ぷ鳝h(huán)境惡劣,粉塵量很大,如果潤滑油受到污染或者粉塵進(jìn)入油封結合面,則會(huì )大大縮短油封的使用壽命。
2 輥壓機高速軸密封的改進(jìn)
從減少設備的故障率考慮,保證高速軸密封長(cháng)期工作不漏油,建議將輥壓機高速軸密封改為雙TC型密封(見(jiàn)圖3),將原來(lái)的J型密封件換成TC型密封件。由于原來(lái)安裝兩個(gè)油封的槽內徑尺寸相同,中間只是多了一個(gè)凸臺將兩個(gè)油封分開(kāi),我們只需要將凸臺用車(chē)床車(chē)掉即可。
3 結束語(yǔ)
在處理輥壓機漏油時(shí)首先要分析產(chǎn)生漏油的原因,再結合具體情況分析選擇處理的方法。如果是單純的油封失效則更換新的油封,如果是軸套磨損則更換軸套或者刷鍍修復,其次選擇油封時(shí)應選擇氟橡膠密封件。加工好的軸套與軸配合應有合適的過(guò)盈量,不可留有間隙,以免潤滑油從縫隙流出起不到密封作用。裝配好后首先進(jìn)行試機,確定沒(méi)有問(wèn)題后再投入生產(chǎn)。