散包机打散螺旋前轴承座密封的改进

纪洪宾

（福建南纸股份有限公司, 福建 南平 353000）

2001年，我厂引进一条500 t/d系统，是全部用废纸（美废+国废）生产新闻纸的生产线。由于废纸为了方便运输，都是用液压设备打包的，所以使用废纸时就必须打散。散包机主要任务是对废纸进行打散工作，成为了十分重要的设备之一。其中散包机4根直径为550 mm、长度4 000 mm打散螺旋为核心部件。散包机打散螺旋的前轴承和后轴承一样使用EP2润滑脂，但是前轴承经常损坏，处理起来十分棘手。如果不从根本上解决问题，不仅设备维修率高还影响正常生产。

1 原因分析

首先散包机在使用过程中连续性打散废纸，废纸中含有大量的灰尘；其次打散螺旋前轴承座固定位置就在工作区连接处，由于打散螺旋前轴承密封性能不佳产生了间隙，使润滑脂从轴承座内流出且同时灰尘从间隙进入轴承座内腔，腔内的润滑脂与进来的灰尘混合产生了油泥，导致轴承的润滑不良，造成摩擦与发热增大，轴承温度升高，高温使得轴承材料磨损，从而降低了轴承使用寿命。

2 检查漏油原因及处理

散包机打散螺旋前轴承的密封如图1所示。轴承端盖与轴之间采用填料密封（毡圈油封）。这种设计结构采用毛毡为密封材料，因毛毡本身是自由放置的，无轴向压紧力，又因毛毡圈与轴摩擦力较大，不宜在需要轴动灵活的场合中使用。使用该设计结构时，短期内密封良好，运转一段时间后，外面的毡圈首先与污物接触而得不到轴承内的润滑剂，所以逐渐失去弹性，泄漏间隙出现，密封失败。 经检查，散包机前轴承的轴面油封位置上有明显的磨损 （6个月内出现磨损，则说明表面硬度低）。为了加强轴上油封位置的耐磨性能，可以使用热喷涂技术对该轴油封位置进行修复和提高表面的耐磨性能，从而保证轴承座密封成功。

3 密封的改进方法

3.1 密封的选型分析

由于毡圈油封的密封失败，所以从毡圈油封不足之处入手，找出能够弥补毡圈油封缺陷的油封。目标锁定以下三种油封：Z型橡胶油封、单唇骨架油封、双唇骨架油封。三种油封都能一定程度上弥补毡圈油封的不足。

（1）Z型橡胶油封。这种设计结构能有效阻止所朝向一侧液体的泄漏，但无法阻止另一侧液体及灰尘的侵入；另外，采用单一的橡胶为密封材料，油封刃口的压力全靠橡胶来实现，对橡胶弹性要求较高，而因周围温度变化较大，橡胶易老化失去弹性从而导致密封失败。

（2）单唇骨架油封。采用单一旋转轴唇形密封圈，且结构比Z型橡胶油封多了个弹簧圈，由于自紧弹簧的收缩力对密封轴产生一径向抱紧力，所以密封效果好。但是密封唇只能防止内部润滑油的泄出，不能阻止外界的灰尘杂物的侵入。

（3）双唇骨架油封。主唇的效果与单唇骨架油封一样，但是副唇起防尘作用，防止外界的灰尘、杂质等进入机器内部。从以上分析可以看出双唇骨架油可能满足散包机打散辊的密封要求。

3.2 设计计算

下面以液体的动力学公式来探讨如何解决轴端密封漏油问题，即根据流体流经缝隙的计算公式来设计散包机螺旋轴端密封形式。

流经同心环状间隙的流量vq：

式中 μ——动力黏度

d——轴径

l——密封件与轴接触长度

u0——轴与密封件间相对轴向运动速度

h——密封件与轴单面间隙

Δ p ——密封件两侧的压力

通过以上公式可以看出：

（1） 当轴径固定时，减小间隙 ，增加接触长度 ，能有效地减少漏油量。

（2） 降低油温，能增加油的动力黏度 ，能有效地减少漏油量。

（3） 提高两旋转件的同心度，能有效地减少漏油量。

（4）减小两旋转件的轴向相对运动，也能有效减少漏油量。

4 改进后的轴端密封结构及原理

根据以上原理改进的散包机打散螺旋的密封如图2所示，用两个双唇骨架油封（双油封）。采用双唇骨架油封是为了减小间隙和防尘，采用双油封是为了增加接触长度 ，从而减小漏油量。

图2 改进后轴端密封

5 结束语

改进后在使用中密封效果好，有效地解决了散包机打散螺旋前轴承长期存在的密封不良问题，使轴承得到了长期良好的润滑，从而大大的延长了轴承的使用寿命。

[1]张盈欣. 除尘风机轴端密封的改进[J]. 机械工程师,2010(11):152.