淺談骨架式油封密封失效及治理對(duì)策

2014-12-13 05:08:58毛愈眾王志勇郭建珠

機(jī)械管理開(kāi)發(fā) 2014年6期

毛愈眾，王志勇，郭建珠

（1.山西陽(yáng)泉固莊煤礦，山西陽(yáng)泉 045014；2.太原理工大學(xué)，山西太原 030024）

1 骨架式油封密封失效形式

軸與骨架式油封之間長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)高速、高溫滑動(dòng)接觸是骨架油封正常工作的基本形態(tài)，判定骨架式油封工作狀態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)是通過(guò)油封唇口和軸保持良好的潤(rùn)滑與摩擦并保持一種良好的密封狀態(tài)；運(yùn)行過(guò)程中，不論齒輪之間還是軸承及軸與骨架式油封之間長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)高速、高溫滑動(dòng)接觸，均會(huì)在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生顆粒狀物質(zhì)，這些顆粒狀物質(zhì)長(zhǎng)期存在和研磨作用使得油封唇口和軸之間出現(xiàn)滲油現(xiàn)象，二者間潤(rùn)滑能力相對(duì)下降，同時(shí)使得二者間的摩擦效應(yīng)相對(duì)提升，隨著運(yùn)行過(guò)程，這種趨勢(shì)和現(xiàn)象進(jìn)一步擴(kuò)大，直至軸被研磨造成油封漏油現(xiàn)象，形成骨架式油封根本性失效這一最高失效形式，很短時(shí)間內(nèi)即可導(dǎo)致減速箱缺油損壞事故。骨架式油封根本性失效的形成，使得磨損劇烈化進(jìn)行，潤(rùn)滑徹底失效，惡性設(shè)備事故隨時(shí)可能爆發(fā)，在這一狀態(tài)下設(shè)備已沒(méi)有任何安全保障力，繼續(xù)運(yùn)行系統(tǒng)崩潰為唯一結(jié)果。骨架式油封根本性失效如圖1所示；其最大危害是大大縮短了減速箱可靠工作時(shí)間，尤其在主要生產(chǎn)線上其壽命成為制約生產(chǎn)能力發(fā)揮的主要因素和薄弱環(huán)節(jié)。

2 軸與骨架式油封被研磨機(jī)理

由圖1磨痕實(shí)際工況出發(fā)，經(jīng)分析仿真，磨損過(guò)程首先為金屬拉?；虼髩K油污顆粒使得骨架式油封密封效果劣化，形成潤(rùn)滑不良想象，低速運(yùn)行特點(diǎn)使得拉粒和油污顆粒磨損效應(yīng)放大，密封效果進(jìn)一步劣化，在潤(rùn)滑效果惡化狀態(tài)下，近乎干磨擦效應(yīng)，徹底損壞骨架式油封，使得潤(rùn)滑完全失敗的過(guò)程。軸套磨損效應(yīng)如下頁(yè)圖2所示，其過(guò)程是逐步的，磨損是逐級(jí)的，危害過(guò)程是不可逆轉(zhuǎn)的，研磨機(jī)理和增加軸套的表面硬度不會(huì)從根本上解決此問(wèn)題，其實(shí)問(wèn)題的關(guān)鍵為金屬拉?；虼髩K油污顆粒使得骨架式油封密封效果劣化，關(guān)鍵為潤(rùn)滑效果不斷惡化和潤(rùn)滑失效，拉傷只是最后體現(xiàn)形式而已。

圖1 骨架油封磨損實(shí)物圖

3 現(xiàn)有裝備條件下的有效處置方法

1）從金屬拉?；虼髩K油污顆粒產(chǎn)生源頭上采取措施：提高加工精度、裝配精度，保證材料質(zhì)量，采用開(kāi)式載荷預(yù)處理方式。

2）從金屬拉?；虼髩K油污顆粒產(chǎn)生初期采取措施，將其清除，定期用潤(rùn)滑油外置過(guò)濾方式將各種顆粒消滅在萌芽狀態(tài)。

3）依靠短板原理將骨架式油封密封作為整個(gè)設(shè)備失效的短板考慮，在金屬拉粒或大塊油污顆粒運(yùn)移到骨架式密封的運(yùn)行通道上，將其截留和阻擋，有效改善骨架式油封密封的效果和工作狀態(tài)，從而解決骨架式密封壽命短這一難題。在潤(rùn)滑油到骨架油封的主通道上加裝顆粒吸附裝置和過(guò)濾材質(zhì)，以減少進(jìn)入骨架密封體的固體顆?？倲?shù)的方式延緩對(duì)軸套的磨損，以保證骨架油封的有效潤(rùn)滑和可靠工作。

4）采用系統(tǒng)的思維方法從骨架式密封質(zhì)量體系、安裝維護(hù)運(yùn)行等各個(gè)方面提高其本身對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性和保證體系，減少不必要影響環(huán)節(jié)和因素，為骨架式密封使用創(chuàng)造較好的工作環(huán)境。

4 從設(shè)計(jì)角度出發(fā)的有效解決方法

重新考慮一種油封形式替代，也不失為一種較好的解決方法。

針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境專門設(shè)計(jì)一種對(duì)固體顆粒包容性強(qiáng)的骨架式油封，使得一定時(shí)期內(nèi)顆粒拉傷和磨損機(jī)理不太強(qiáng)烈的方式來(lái)保證骨架式油封在壽命期內(nèi)實(shí)現(xiàn)油封可靠工作。如圖3所示：一種雙唇口骨架式密封，唇口2的主要工作為吸附顆粒狀的物質(zhì)，保證進(jìn)入唇口1的顆粒狀的物質(zhì)不影響工作壽命期內(nèi)唇口1的密封性能。由于進(jìn)入唇口1的顆粒狀物質(zhì)的數(shù)量在一定時(shí)期內(nèi)少而且可控，這樣就滿足了骨架式油封可靠潤(rùn)滑的條件，實(shí)現(xiàn)了骨架式油封長(zhǎng)期可靠工作這一最終目的。

5 結(jié)語(yǔ)

圖2 軸套磨損效應(yīng)

圖3 一種雙唇口骨架式密封

潤(rùn)滑是大型重載設(shè)備須臾間決定成敗的關(guān)鍵點(diǎn)之一，密封是保證潤(rùn)滑的必要條件之一，尤其是運(yùn)動(dòng)件和靜止件之間類似于軸和軸承座及輸出軸之間，良好的密封和良好的潤(rùn)滑是必須的，但是保證這一狀態(tài)是有條件的，誠(chéng)然骨架式油封的質(zhì)量、安裝、加工工藝等也是制約其工作性能的主要因素之一［1］，從系統(tǒng)的角度看也必須放在一個(gè)相當(dāng)重要的位置予以重視，但是借助于軸與骨架式油封被研磨機(jī)理及根本性失效原因分析，可以清晰地看到骨架式油封根本性失效是潤(rùn)滑不良導(dǎo)致的，這是問(wèn)題的根本著力點(diǎn)，從潤(rùn)滑理論出發(fā)是解決問(wèn)題的關(guān)鍵點(diǎn)，從這一理論出發(fā)通過(guò)短板理論等維修和安全預(yù)防思想可以促使我們采取一些必要措施，使得骨架式油封在一定時(shí)期內(nèi)顆粒拉傷和磨損機(jī)理不太強(qiáng)烈的方式運(yùn)行來(lái)保證骨架密封可靠穩(wěn)定的工作，保證在設(shè)計(jì)壽命周期內(nèi)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行環(huán)境達(dá)到新的標(biāo)準(zhǔn)。