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大轴径引风机轴承箱漏油治理研究

2013-10-09

陈庆　由立臣　郭奇
（吉林化工学院，吉林市　132022）
　　摘　要：本文对大直径引风机轴承箱漏油治理提出几点改进措施，供同行参考。
　　关键词：引风机；轴承箱；漏油
　　几年来，我们对一些国产大直径风机轴承箱漏油问题进行现场考察和研究探讨，并就具体问题，提出了相应改造方案，取得一定效果。
　　一些动力厂、水泥厂、发电厂等的旋转轴设备轴封、接合面等处漏油问题比较严重，尤其是大直径风机在这方面的问题尤为突出。一些风机自投入使用以来，泄漏问题严重，一直未得到有效解决，既造成了经济浪费又污染环境，工人劳动强度和精神紧张程度也大为提高，劳民伤财，严重威胁安全正常生产。风机轴承箱及接合面处漏油是一种普遍现象，几乎所有的这类国产设备都不同程度存在漏油问题，已成为急待解决的科研课题。由于影响泄漏的因素较多，许多研究机构和制造厂家都做了很多工作，但效果不太明显。对此，我们经过全面考察研究，做了一些有益工作，使漏油问题有了较大改善。但由于条件不同，具体问题还需要深入研究。
　　1　密封失效的几个方面
　　经考察研究发现，这类密封失效存在这样或那样的问题，现总结如下：
　　（1）毡圈密封压兰设计不合理：毡圈密封基本上是用于保存润滑剂的，所以经常被安装在各种转动轴的轴承附近。与轴的表面只有较小的接触就能发挥作用，并不需要挤压，也不需要和轴套靠很紧。而原设计采用压兰挤压油毡，这严重违反了油毡的密封机理。
　　（2）密封腔结构尺寸设计不合理：原设计一般采用毡圈密封，根据毡圈密封的特点，毡圈设计高度应大于它与轴向接触处的厚度。而实际设计一般都不符合这一要求。另外密封腔底部挡环与轴之间的实际运转间隙过大，已大大超出设计规定的范围。这也是造成泄漏的一个原因。
　　（3）轴承箱内部设计考虑不充分，只有甩油环，缺少挡油环，致使润滑油泄漏倾向加大。
　　（4）密封填料使用不当；一般情况下，轴径较大且转数也相对较高时，考虑轴温问题，轴承箱轴封密封腔都较短。一些用户在较短的密封腔内，采用一层碳纤维盘根、石墨盘根或聚四氟乙烯盘根，这是极不符合要求的做法。这样不仅会使轴温较高，而且单层盘根根本起不到密封作用。
　　（5）轴的加工精度不够：轴表面存在明显可见的车削加工痕迹，在轴运转过程中，润滑油易被螺旋挤出。这一现象笔者已通过现场实验得到验证。另外，在轴径较大，转数在500～1000r/min之间不等，叶轮尺寸较大的情况下，加工精度不高时，一般运转起来都有可见的摆动量。漏油是不可避免的。
　　2　改进措施
　　（1）合理的毡圈密封结构设计
　　原设计一般采用如图1所示的结构，这是一种不合理的设计方法。毡圈密封的设计结构非常简单且形式较多，能适应的轴转数的范围很广，并且在安装时与轴的表面形成紧密的接触而不会产生很大的接触压力。一些常用的毡圈密封的设计有：常用型，填料盒型，压入配合型，杯环型等，设计时密封腔底部挡环与轴之间的实际运转间隙必须严格控制。一般间隙在0.25～0.40mm以内，否则毡圈磨损严重，更换困难。具体型式如图2所示。

　　（2）正确合理设计和使用唇环密封
　　圆周唇环密封是旋转轴的密封中对于面间流动采用弹性体密封装置的典型代表。其价格便宜，运转性能良好，材料范围广泛，寿命较长，泄漏率低，具有高度的可靠性。由于唇环密封能适应广泛变化的密封要求，从常压到中压，温度使用范围相当大。因此，较高温度条件下封油结构采用这种密封是Z为恰当的选择。水泥厂的窑头风机和窑尾风机温度一般较高，因此，对于高温的场合，选择密封时应着重考虑唇环密封。用于风机轴承箱上的唇环密封，一般采用比较简单的单唇形封装结构和套装结构。如图3所示，（a）为封装密封，（b）为套装密封。
　　唇环密封材料多种多样，一般根据不同场合采用皮革材料和合成材料等。加工方法可以采用车床切削加工，也可以采用模压，根据具体情况而定。设计时，应按一定的过盈配合设计挠性唇，挠性唇尖而光滑，由挠性唇通过过盈配合施加于旋转轴表面，应该有足够过盈量以适应轴的偏心，但不能影响润滑膜的形成。实践表明0.076～0.25mm的过盈量就足以起到必要的流体动力泵的作用了。考虑到由于泡胀和热膨胀所引起的尺寸补偿，唇与轴的径向过盈量至少应为0.25mm。
　　（3）设置挡油装置和回流孔
　　一般设计只有甩油环而缺少挡油环，对于漏油较严重的情况在不影响运转条件下设置一个挡油环。挡油环应与轴固定并随轴一起旋转，即可以阻碍油外漏，又可以将靠近密封腔口的润滑油向外甩出，对阻止油的泄漏能起到较好的效果。挡油环应设置在油腔里面，尽量靠近密封腔，但不要与腔体外侧产生摩擦，间隙在0.05～0.10mm为宜。同时在密封腔里面的下部开设一回流孔，油外漏的倾向大大降低。这一点我们在漏油治理工作中得到了很好验证。如图4所示。
　　（4）油腔内的负压效应
　　在一定的转数下，甩油可使油腔内产生微正压，至少是常压。为消除这一现象，可将注油孔通过导管与风机的入口适当位置连通，致使油腔内处于常压或微负压。如图5所示。但这一方法的实施不要影响正常的注油。导管连接处可以采用螺纹连接或卡箍连接等容易拆卸的方法。
　　3　结后语
　　以上几点改进措施是我们在实际工作中的总结，具体问题应该具体分析，采用相应的具体解决方法，不能千篇一律。由于大轴径的引风机功率较大，叶轮较大，任何改进方案都必须审慎从事，三思而后行。要反复考虑改造后可能带来的意外不良后果。如轴温是否会增高，摩擦阻力是否会增大，功耗是否增大等。起动前，必须先盘车，严格按操作规程进行操作。笔者曾经在改造一台大直径引风机的工作中遇到过类似的问题，故在此向同行一表忠告。
来源：《润滑与密封》2003年01期
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