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骨架油封早期失效漏油的分析与对治措施

文章出处:网责任编辑:作者:人气:-发表时间:2019-03-22 09:54:00
    近几年减速器骨架油封经常发生失效漏油现象,既影响产品外观质量,又污染环境。如果不予重视,后期严重缺油会引起齿轮、轴承等关键零件损坏失效,进而造成整机报废。
 

福建11选5分布走势图    文章从油封密封机理入手,对油封漏油问题进行研究,提出应对措施以期提高使用寿命。


    骨架油封一般由橡胶体、骨架和自紧弹簧组成,橡胶体上形成一个唇口,在自由状态下唇口直径要比轴径小,与轴配合有一定的“过盈量”。因此当骨架油封装到轴上就对轴产生一个径向力,随着使用的磨损,径向力会逐渐减小,而自紧弹簧可以补偿骨架油封对轴的径向力。在径向力的作用下轴上形成一个接触环形带,并且形成一层极薄的油膜,这层油膜既能防止油液的泄漏,还能保证唇口的散热和润滑,是骨架油封密封效果和使用寿命的关键。

  
    骨架油封安装在轴承盖上与耐磨套相配合。根据统计数据分析早期漏油的原因,可以按照油封的结构进行分析,主要有唇口部位和骨架配合部位两方面。根据油封密封机理可知,要避免油封唇口部位泄漏,首先要控制唇口油膜,而骨架配合部位则要控制好配合状况。
    1唇口部位漏油分为以下几个原因
  (1)油封唇口橡胶材料劣质,直接导致在早期发生泄漏。主要表现为随温升硬化甚至龟裂,储存运输中的润滑油使唇口发生溶胀软化,而唇口材料耐磨性能低下则会导致提前磨损。
  (2)与唇口配合的耐磨套外圆质量的优劣直接影响油封的使用效果。例如,耐磨套表面太粗糙导致配合面形成粗大的波纹接触,随着减速器内压增大势必发生泄漏。另外如果耐磨套外圆直径超差同样会导致泄漏,如果直径偏小,径向力则变小,不能承受内压而发生泄漏。又或者直径偏大,径向力就变大,使唇口发生非正常滑动摩擦,致使早期失效而发生泄漏。
  (3)其他方面如输入端润滑效果也很关键,如果润滑油不能顺畅进入油封安装区域,就会使唇口在干燥状态下高速滑动,产生异常磨损。相反,如果回油不畅,将导致油封不能够承受大量的淤积润滑油,压力太大甚至超过了承压极限,进而发生崩溃漏油现象。
    2对于骨架配合部位渗漏油,一般情况均是因为与骨架部位配合零件所引起
例如轴承盖腔体内径偏小,即使勉强将油封装入,却使骨架变形发生漏油。轴承盖腔体有坚固颗粒,油封安装后骨架凸起变形,影响密封性能。腔体太粗糙,使骨架与腔体不能良好接触,形成多个封闭的楔形空间甚至存在贯通内外的通道,这样随着温升内压增大,势必发生漏油。

    根据初步分析,可以从油封选型、密封结构设计、零件加工和操作规范等几个方面提出预防措施。
    1油封选型
根据油封在使用中的润滑类型、工作承压、线速度、工作温度和化学物理环境因素等来选择油封的类型和材料。由于煤矿机械外部工作环境充满大量粉尘和颗粒污染等恶劣介质,必须考虑带有防尘唇口的骨架油封。通常油封工作时唇口温度大致高于密封介质温度20~50℃,而减速器内部油温<90℃,因此唇口材料应选择为丁晴橡胶(-40~125℃)、丙烯酸酯橡胶(-25~150℃)或氟橡胶(-20~250℃)。另外在选择油封材料时还应考虑轴的旋转线速度和耐压极限,刮板输送机减速器输入端油封使用的线速度一般在6m/s~12m/s之间,工作压力一般不超过0.05MPa,当工作介质压力超过这个值时应选用耐压型油封。
    2密封结构设计
首先与油封相配合的耐磨套和轴承盖所设计的直径、粗糙度、硬度等要合理。根据标准,耐磨套外径尺寸公差取h11,表面采用局部抛光和研磨工艺,粗糙度应达到Ra0.2~Ra0.63之间,配合部位硬度50~60HRC;轴承盖腔体尺寸公差取h8,表面粗糙度Ra3.2。其次与密封相关的结构要合理,如输入轴端的润滑要保证,可以在输入部位设立封闭油室,或者强制给予充足的润滑;针对回油方式的设计,可以根据流量计算设置合适的回油孔和回油槽。
    3加工方法预防
不良的机械加工和制造缺陷严重影响装配质量,是输入轴漏油不可忽视的隐患。所以耐磨套和轴承盖的尺寸精度、公差、粗糙度、硬度等,要严格按照设计要求执行。另外重点提出,对于耐磨套表面加工应采取“无轴向进给”精磨削,这样不会产生轴向或斜纹路加工痕迹,否则在回转时会形成螺旋泵作用,将油液向大气侧挤压发生泄漏。如图2所示。

    4操作规范指导
首先我们要着重提出一个很容易被忽视的影响因素,那就是清洁组装。因为在组装过程中,硬质颗粒进入油封唇口区域,将随设备运转造成油封唇口的损坏。所以在组装前做好零部件的清洁控制是预防油封泄漏的先决条件。
要知道安装骨架油封的过程必须靠手工操作来完成,因为手工更加容易掌控安装过程,及时发现组装中出现的问题。但恰恰又是手工操作,具有人为的不确定性。如果组装作用力不够均匀,力度得不到合适的控制,甚至野蛮操作,极容易使油封在装配过程中产生骨架变形、装配不到位、安装偏斜、唇口划伤和弹簧脱落等缺陷。所以根据经验数据,制定出标准的操作规程来指导操作人员是重要的预防措施,具体控制点按照如下几个步骤进行:(1)确保组装前打开骨架油封包装。(2)做好骨架、唇口、自紧弹簧等部位可能发生损伤和变形的检查。(3)装配用工艺装备的好坏也是影响骨架油封装配质量的重要因素,使用可靠的专用工装安装油封,沿圆周方向力要均匀,防止啃咬胶圈。(4)唇口部位涂敷适量润滑脂,防止瞬间启动时唇口发生干磨损。(5)防止安装油封时唇口划伤,应借助引锥套在轴上与耐磨套平稳对接。(6)保证油封唇口与轴同心,既防止弹簧脱落,又使唇口不易发生卷边,否则唇口发生卷边会把润滑油从轴上排干。(7)保护耐磨套的表面质量,严禁划伤。(8)减速器内部按照设计要求,添加合适的润滑油,保证唇口部位润滑良好。

    近两年来按照既定的措施加以预防控制,减速器输入轴部位厂内一次交检漏油比率连续走低,到目前几乎实现了“0”漏油率,取得突破性的进展。结果数据表明,按照分析研究、措施应对、实践验证三步走,可以有效地防止减速器骨架油封早期漏油。

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