截割減速器密封結(jié)構(gòu)的分析與改進

孫 雷 宋麗爽

（北方重工集團有限公司傳動設(shè)備分公司，遼寧 沈陽 110141）

近年來，隨著我國煤炭行業(yè)的快速發(fā)展，煤巷用掘進機逐步向高產(chǎn)，高效，安全方向發(fā)展，朝著重型化，強力化，大功率和機電一體化方向發(fā)展。因此，為適應(yīng)掘進機的發(fā)展趨勢，其承載部件-截割減速器的開發(fā)設(shè)計顯得格外重要。

以我公司新開發(fā)的EBZ320掘進機用截割減速器為研究對象，對其高速軸軸端密封結(jié)構(gòu)形式進行科學合理的設(shè)計，并根據(jù)以往經(jīng)驗，提出改進措施，為掘進機截割減速器高速軸軸端密封的設(shè)計提供理論依據(jù)。

1 密封結(jié)構(gòu)的作用

旋轉(zhuǎn)或擺動裝置要求有潤滑油來保證使用壽命，為了把潤滑油保存在系統(tǒng)內(nèi)和避免污染環(huán)境，通常要在軸端安裝密封裝置。

常用的密封機構(gòu)是骨架油封，在自然狀態(tài)下，油封內(nèi)徑比軸徑小，即有一定的過盈量。油封裝到軸上后，其刃口的壓力和自緊彈簧的收縮力對密封軸產(chǎn)生一定的徑向抱緊力，遮斷泄露間隙，達到密封目的。骨架油封對機器的振動和主軸的偏心都有一定的適應(yīng)性且拆卸容易，檢修方便，價格便宜。因此，在減速箱的設(shè)計中，常常采用骨架油封作為軸端密封裝置。

2 掘進機用截割減速器高速軸軸端密封結(jié)構(gòu)

通過對國內(nèi)外知名掘進機生產(chǎn)廠家的調(diào)研及有關(guān)文獻的收集分析，我們認為采用骨架油封的方案是可行的，經(jīng)濟的。并結(jié)合型號為EBZ320的主機要求，我們將截割減速器的高速端結(jié)構(gòu)設(shè)計成了如圖1所示的形式。

骨架油封的密封唇口與軸的接觸面形成一層動力油膜，由于軸的微觀表面不平，通過泵吸供給作用，實現(xiàn)密封。通常采用雙唇結(jié)構(gòu)的骨架油封，這樣就可以起到對內(nèi)防油，對外防塵的雙重作用；由于掘進機的實際工作環(huán)境比較惡劣，為了保證截割減速器的密封作用，在高速軸端的兩處所需密封位置均設(shè)置并行的兩個油封，大幅提高密封的可靠性。

為了確保該處軸端密封結(jié)構(gòu)的可靠性，將端蓋的內(nèi)孔直接加工成一通孔，這樣可以提高孔的同軸度，骨架油封的軸向固定通過孔用擋圈來實現(xiàn)。軸采用磨削加工，避免徑向跳動和動態(tài)偏心。安裝時采用必要工具，避免野蠻安裝。

3 高速軸軸端密封裝置出現(xiàn)故障的原因分析

通常情況下，在保證軸、孔加工精度的基礎(chǔ)上，骨架油封是可以很好的起到密封作用的。但是從現(xiàn)場使用反饋的情況看，對于整體結(jié)構(gòu)比較緊湊的減速器來說，高速軸軸端位置處的密封還常出現(xiàn)漏油的現(xiàn)象。

通過合理的分析，我們推斷出了產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因。高速軸端位置處的端蓋同軸承形成封閉腔，輸入軸轉(zhuǎn)速快，溫度高，且軸承轉(zhuǎn)動過程中，高轉(zhuǎn)速的情況下易形成風幕，導(dǎo)致該封閉腔壓力大。當骨架油封的泵吸作用克服不了該壓力值時，就會產(chǎn)生油封漏油的現(xiàn)象。對于減速器的低速端，從用戶反饋情況看，由于轉(zhuǎn)速低，幾乎不存在漏油現(xiàn)象，該實際使用經(jīng)驗也從側(cè)面佐證了該分析結(jié)論的正確性。

因此，通過各種方法確保封閉腔同箱體內(nèi)部壓力一致，對緩解漏油問題很有效果。該方案在各類齒輪箱的設(shè)計中已經(jīng)成功推廣使用，幾乎杜絕了高速端油封漏油的現(xiàn)象。

4 截割減速器高速軸軸端密封結(jié)構(gòu)的改進

由圖1所示，由于該截割減速器結(jié)構(gòu)設(shè)計很緊湊，導(dǎo)致高速端兩處（輸入軸和高壓供水管的進水口）密封結(jié)構(gòu)位置處的端蓋和軸承之間的密封腔空間狹小，很容易產(chǎn)生上述論斷中的漏油現(xiàn)象。為了防患于未然，根據(jù)第3章的分析，應(yīng)該對該高速軸軸端密封結(jié)構(gòu)給予合理改進，改進后的結(jié)構(gòu)如圖2和圖3所示。

為了解決減速器工作后封閉腔里外壓力平衡的問題，筆者對輸入軸位置處的軸承座及端蓋的結(jié)構(gòu)進行了改進，見圖2。在軸承孔的上下兩端分別加工適當寬度的槽，且不加工成通槽，這樣既不影響軸承的安裝也不會形成額外的漏點；相應(yīng)的端蓋止口位置分別加工成豁口，這樣就保證了封閉腔里外的連通。

如圖3所示，對于高速端供水管位置處的密封結(jié)構(gòu)改進方案如下。鑒于該處結(jié)構(gòu)軸承所支撐的齒輪軸（二）并沒有軸頭兒伸出到減速器箱體外，通過靠近密封結(jié)構(gòu)方向的軸面90度垂直孔的加工，就很巧妙的實現(xiàn)了封閉腔內(nèi)外壓力實時平衡的目的。

結(jié)語

截割減速器是掘進機的重要組成部件，密封效果的好壞又直接影響著減速器的整機性能，因此合理的設(shè)計密封結(jié)構(gòu)就顯得格外重要。通過上述方案的改進，使得該截割減速器的高速端密封結(jié)構(gòu)更加合理，提高了密封作用的可靠性。能夠有效的避免漏油現(xiàn)象的產(chǎn)生。

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