曹新榕

（寶武集團(tuán)廣東韶關(guān)鋼鐵股份有限公司特軋廠， 廣東 韶關(guān) 512100）

寶武集團(tuán)廣東韶關(guān)鋼鐵有限公司特軋廠高二線的精軋機(jī)組采用的是仿摩根第五代技術(shù)精軋機(jī)組的國產(chǎn)設(shè)備線。精軋機(jī)組為頂交45 精軋機(jī)組，10 機(jī)架集體傳動、懸臂式碳化鎢小輥環(huán)，軋件在精軋機(jī)組之間實行單線無扭轉(zhuǎn)的微張力軋制，將軋件軋成高尺寸精度、高表面質(zhì)量的線材產(chǎn)品。根據(jù)不同的產(chǎn)品規(guī)格，軋件在精軋機(jī)組中軋制若干道次。由于精軋機(jī)軋輥軸、錐箱惰軸均采用動壓油膜軸承，因此對油液的含水率等要求十分嚴(yán)格，潤滑油油品的好壞對軋機(jī)的穩(wěn)定性起著至關(guān)重要的作用。而在實際應(yīng)用中輥箱的動密封部位是進(jìn)水的主要部位及最難解決的問題。輥箱的動密封的密封元件為雙唇密封，以下簡稱“雙唇”。下面就針對動密封進(jìn)水問題進(jìn)行討論。

1 雙唇進(jìn)水的原因及分析

通過以上的介紹，知道輥箱進(jìn)水主要來自于輥箱的動密封結(jié)構(gòu)，那么如何控制好輥箱的動密封處進(jìn)水顯得尤為重要。下面將進(jìn)行討論，輥箱動密封結(jié)構(gòu)原理如圖1。

圖1 輥箱動密封結(jié)構(gòu)原理圖

1）如圖1 所示，雙唇密封在自由狀態(tài)下，兩上下工作唇邊的間距17.7 mm，內(nèi)、外滑環(huán)配合裝配使用后，兩者的氧化鉻工作鍍層之間的距離尺寸為7.3×2=14.6 mm。即雙唇密封裝配在內(nèi)、外滑環(huán)之間的總壓緊量為17.7-14.6=3.1 mm，由上面的計算可知，雙唇密封的兩唇邊的總壓緊量為3.1 mm，如果由于裝配上的誤差及軋輥軸等零件的制造累計誤差，最終可能發(fā)生雙唇密封的單邊壓緊量大少，甚至有一邊沒有壓緊量，就必然導(dǎo)致進(jìn)水。

2）在雙唇的選擇方面，由于在生產(chǎn)過程中，雙唇隨軋輥軸做高速旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)過程中與內(nèi)、外滑環(huán)氧化鉻層是接觸的。這就要求雙唇的材質(zhì)必須是要耐高溫、耐磨的材質(zhì)，同時還應(yīng)滿足在運行過程中，雙唇不會因老化變得很硬或者不會因高溫而變得很軟。如果雙唇變硬，沒有彈性，則磨損接觸層后，雙唇密封面與氧化鉻之間會形成間隙必然進(jìn)水；如果雙唇變得很軟，沒有彈性或者彈性很小，則在旋轉(zhuǎn)過程中，雙唇密封面與氧化鉻之間會也因為唇面與唇背面形成壓差而存在間隙同樣會進(jìn)水。

3）在生產(chǎn)過程中，輥箱與錐箱的高速旋轉(zhuǎn)會對整個十機(jī)架內(nèi)部系統(tǒng)形成負(fù)壓，因此箱體內(nèi)外形成一定的壓差，由于壓差的存在必然會從密封的薄弱環(huán)節(jié)形成吸力。而雙唇密封部位則是這個薄弱環(huán)節(jié)，而且當(dāng)雙唇使用一段時間有磨損之后體現(xiàn)更為明顯。

4）同時，雙唇的密封效果在一定程度上和軋制的規(guī)格有一定的關(guān)系，在我廠主要軋制6.5 mm、8 mm、10 mm、12 mm 的鋼種，不同的鋼種十機(jī)架上安裝的輥環(huán)架次是不同的，如下頁表1 所示。

經(jīng)過長年使用經(jīng)驗得出，以27 號、28 號2 臺輥箱為例：若期間只軋制6.5 mm 和8 mm 規(guī)格的鋼種，則雙唇一般使用20 d 會出現(xiàn)進(jìn)水情況；當(dāng)在使用周期內(nèi)，由小規(guī)格轉(zhuǎn)大規(guī)格的情況下，即從安裝輥環(huán)變?yōu)榘惭b護(hù)帽，雙唇在16 d 左右就會出現(xiàn)進(jìn)水情況；當(dāng)在使用周期內(nèi)，由大規(guī)格轉(zhuǎn)小規(guī)格的情況下，即從安裝護(hù)帽變?yōu)榘惭b輥環(huán)，雙唇在25 d 才出現(xiàn)進(jìn)水現(xiàn)象。這跟安裝輥環(huán)時，雙唇散熱受到影響，軋制的輥環(huán)的高溫通過傳導(dǎo)至外滑環(huán)，導(dǎo)致雙唇長期在高溫環(huán)境下運行，影響雙唇壽命。同理安裝護(hù)帽的雙唇，因為沒有軋制的緣故，整體溫度會低很多，雙唇壽命因此偏長。而小規(guī)格轉(zhuǎn)大規(guī)格縮短了使用周期，還有一個原因就是輥環(huán)在軋制過程，高速旋轉(zhuǎn)的離心力一定程度和空間上能減少箱體內(nèi)外的壓差，當(dāng)換成護(hù)帽這效果就不明顯了。

表1 不同規(guī)格安裝輥環(huán)表

2 輥箱進(jìn)水的預(yù)防和解決措施

針對雙唇進(jìn)水的原因分析，提出相應(yīng)的解決措施。

1）設(shè)計原理來說，雙唇的壓緊量是平均分配，即為1.55 mm。但實際使用過程中發(fā)現(xiàn)，首先裝配中并不能準(zhǔn)確的達(dá)到平均分配，其次雙唇的兩唇面工況也是不一樣的，相比而言外唇面的工況會差很多。經(jīng)常長期的使用總結(jié)，當(dāng)外唇面壓緊量為1.7 mm，內(nèi)唇面壓緊量為1.4 mm，誤差在0.05 mm 以內(nèi)時效果最好，而且裝配工藝也容易達(dá)到。

2）對于雙唇的選擇，材質(zhì)上只能廠家保證，但外觀上一般應(yīng)達(dá)到以下要求：首先雙唇表面足夠光滑，無毛刺；其次，手感上食指和拇指按壓雙唇兩唇面，不能太硬或者太軟，要有彈性；再次，對于試用的雙唇，檢查時停機(jī)后應(yīng)盡快的拆開外滑環(huán)進(jìn)行檢查，那樣才能盡可能的檢查到接近運轉(zhuǎn)工況下的雙唇情況，并跟試用前的雙唇軟硬進(jìn)行對比。試用雙唇應(yīng)選擇在相應(yīng)輥箱型號最高轉(zhuǎn)速的那臺進(jìn)行試驗，其試用結(jié)果更具代表性，更能體現(xiàn)試用雙唇的性能。試用雙唇一般第二天進(jìn)行第一次檢查，能檢查出雙唇的抗老化能力；第四天進(jìn)行第二次檢查，能檢查出雙唇的耐磨情況；之后可根據(jù)含水率、及停機(jī)時外滑環(huán)處是否冒油等再進(jìn)行第三次檢查；從第一次含水率顯示進(jìn)水時開始至各自可接受進(jìn)水量（一般含水率為3.5%～5.0%）為止進(jìn)行第四次檢查，并結(jié)束試用。

3）解決箱體內(nèi)外壓差的最好辦法就是在箱體內(nèi)部引入正壓，可采用輸入氮氣或者壓縮空氣，兩者各有優(yōu)劣。氮氣成本較高，但是為惰性氣體，對箱體內(nèi)的零部件無損害；而壓縮空氣價格相比便宜，但要保證干燥效果，同時壓縮空氣成分復(fù)雜，對箱體有一定的腐蝕作用。在實際應(yīng)用中，引入正壓的壓力一般設(shè)置0.35～0.45 MPa 為宜，機(jī)組速度越高，相應(yīng)需引入的正壓也越高。

4）對于不同規(guī)格對雙唇壽命的影響，需要根據(jù)不同生產(chǎn)廠的生產(chǎn)安排來決定，能合理利用這規(guī)律能起到一定的節(jié)約成本的作用，并根據(jù)規(guī)律制定雙唇的更換周期。

3 結(jié)語

精軋機(jī)輥箱雙唇進(jìn)水問題由來已久，長期生產(chǎn)過程中不斷的遇到問題，及時的進(jìn)行分析并采取有效的措施、總結(jié)規(guī)律，杜絕了精軋機(jī)大量進(jìn)水，避免長時間進(jìn)水。使精軋機(jī)輥箱錐箱潤滑系統(tǒng)運行狀況保持健康運行，同時極大的降低了油耗，避免了油液污染引起的輥箱錐箱故障。