白林（lín）
（寶鋼集團新疆八一鋼鐵有限公司）
一、前言
在高爐生產中，爐頂裝料設備起著舉足輕重的作用，爐頂裝料設備是用來裝料入爐並使爐料在爐內合理分布，同時要起爐頂密封作用的設（shè）備。而行星（xīng）減速箱是爐（lú）頂設備氣密箱的主體部分，也是爐頂設備的關（guān）鍵部分（fèn）之一。
二、問題的提出
八鋼煉鐵分公司現有5座430m3高爐（lú），其中4座為無鍾式爐頂，1座為有鍾爐頂。無鍾爐頂采取布料溜槽布料，是高爐（lú）配料（liào）係統的關鍵設備，其主要作用是為高爐爐內布料。布料器時由行（háng）星減速箱，氣密箱（xiāng），布料溜槽和控製係統等組成。行星減速箱（xiāng）通過兩根同心伸出軸（zhóu）帶動氣密箱內的雙聯齒輪（lún）上部（bù）大齒輪（lún）使布料溜槽做圓（yuán）周運動，另一（yī）個大齒輪則通過（guò）小齒輪，渦輪蝸杆（gǎn），扇形銅齒輪使溜槽傾（qīng）角的位置改變達到多角（jiǎo）度均勻（yún）布料的目的（de）。並且操作靈活（huó），以（yǐ）滿足高爐布料和爐頂調劑的要求，行星減速箱是布料器的的主體傳動部（bù）件，也是無料鍾爐頂的關鍵設備（bèi），由於行星箱是氣密箱的（de）動（dòng）力源設備，而氣（qì）密箱又受爐頂頂熱煤氣及爐頂（dǐng）高溫（wēn）高壓的影響，工作條件較為惡劣，潤滑條件差，傳動阻力（lì）大，經常發生設（shè）備（bèi）故障。主要表現在以下方麵：行星箱運行一段時間後由於密封性查，潤滑（huá）油泄露（lù），爐內瓦斯灰及氣體竄入行星箱內（nèi），導致箱體內頂壓潤滑油加不進箱體內，如將箱體內氣體排（pái）出，再加入油會對人員造成傷害，因為氣體內含有大量煤氣，箱體內被瓦斯灰及高壓其他包裹，造成軸承卡阻，運行困難及電機溫升過高，甚至布料溜槽不能任意改變角度，無（wú）法進行多（duō）角度布料造成必須休風，更換行（háng）星箱影響生產。行（háng）星箱的設計使（shǐ）用周期原為一年，但由於多種原（yuán）因，行星箱的（de）使用壽命隻有三個月左右，嚴重影響了高爐生產的順行，為此通（tōng）過分廠（chǎng）專工及檢修人員的認真分析，我們對行（háng）星箱的輸出軸（zhóu）端的密封進行了優化改造。
三（sān）、故障原因（yīn）分析
通過對行星箱的拆檢，我們發現導致行星箱使用周期下降的主要原因（yīn）：行星箱輸出軸端是垂直向下的，因其安裝（zhuāng）在爐頂氣密箱上，環境溫度高（gāo）且粉塵極大，壓力（lì）波動較大，運行過程中極（jí）易造成（chéng）輸出軸端密封裝置嚴重磨損，從（cóng）而使箱（xiāng）體內的潤滑油泄（xiè）露，失去（qù）潤（rùn）滑介質使軸承嚴重損（sǔn）壞而無法運行。
行星箱在設計上密封裝置采用的是軟填料密封，即使用6圈盤（pán）根通過壓緊法蘭由6個螺栓壓緊使盤根膨脹來達到（dào）密封的（de）目（mù）的。這種密封裝置的Z大缺點就是（shì）雖然可一次性壓緊，但在使用一段時間後由於填料（liào）幹磨燒損或（huò）磨損而造成潤滑介質（zhì）泄露，這樣就（jiù）需要多次緊（jǐn）固螺栓（shuān）來達到壓（yā）緊的目的，然（rán）而行星箱安（ān）裝（zhuāng）在氣密箱中，平時無法進行調（diào）節，必（bì）須等到高爐休風時將行星箱從氣密箱上吊（diào）出才能進行調節壓緊，影響高爐正常生產。
選用怎樣的密封形（xíng）勢是解決問題的關鍵所在，結構上我們知道密封係統所用（yòng）的材料和零件（jiàn）一般都存在著熱力（lì）不穩（wěn）定的問題，在密封介質及周圍環境媒介（jiè）的作用（yòng）下，會降低密封係統（tǒng）的可靠性並且在機械作用的影響下，其可靠性會降（jiàng）低幾個數量級。機械作用中，磨損（sǔn）是主要（yào）原因（yīn）之一，磨損破壞了接觸表麵，使密封裝置的尺寸、形狀（zhuàng）、質量或原件的表麵狀態發生（shēng）變化，擴大裝配間（jiān）隙，磨損的結果對密封連接處的間隙分布和（hé）接（jiē）觸壓力（lì）都（dōu）有很大的影響，Z終導致密封件的密封性降低。
四、解決方法
我們通過查閱資料和技術人員討論，決定采（cǎi）用（yòng）在原基礎上加（jiā）裝機械密封和骨架油封（fēng）的方法來解決。機械密封是與（yǔ）軸做相對滑動，在（zài）流體壓力和補償機（jī）構的彈力（lì）作用下保持貼合並配以（yǐ）輔助密封達到阻漏的軸（zhóu）封裝置。需要在兩根傳動（dòng）軸上均（jun1）增加機械密封及骨架油封，本文詳細介（jiè）紹細軸的密封改造，粗軸裝配原理一致。如圖1，左圖為行（háng）星減速箱細軸，右圖為行星減速箱粗軸。
原裝配圖圖2如下。
齒輪1與齒輪（lún）2分別靠鍵與細軸和粗軸連接。原始（shǐ）密（mì）封僅靠盤（pán）根進行密封；一旦盤根磨損後將導致泄漏，泄漏後各種爐內雜（zá）質進入減速箱內，將阻止軸承轉動，影響溜槽動作（zuò）。現場圖3所示。
改造後（hòu）如圖4所示。
放大圖5。
改造後，機（jī）械密封的靜環（huán）與壓蓋，壓蓋與殼體之間的密封，二者均屬靜密封（fēng），動環（huán）與軸之間的密封為靜密封，機械密封的動環與靜環發生相對轉動，當端麵摩擦磨損後，它不僅僅能追隨補償環（huán）沿軸向作微量的移動，實際上仍然是一個相對靜密封，因（yīn）此這些泄露（lù）通道相對來說比較容易封堵，動環與靜環的端麵彼此貼合作相對滑動的（de）動密封。它是機（jī）械密封裝置中的主密封，也是決定機械密封性能和壽命的關鍵，並且機械密（mì）封與軟填料密封比較有如下優點：
1.密封（fēng）可靠在（zài）長周期的運行中，密封狀態很穩定，泄漏量小，按大致（zhì）統計其泄漏量一般為軟填料密封的1/100；2.使用壽命長在油水類介質中一（yī）般可（kě）達（dá）1-2年或更長時間；3.摩擦功率消耗小，機械密（mì）封的摩擦（cā）功率僅為軟填料密封的（de）10%-50%；4.軸或（huò）軸套基本上不受磨損；5.維修周期延長，端麵磨損後可自動補償，一般情況下不需（xū）經常性的維修（xiū）；6.抗（kàng）振性好，對旋轉軸的振動，偏擺以（yǐ）及軸對密封腔的偏斜不敏感；7.適合範圍：機械密封能用於低溫、高溫、真空、高壓不同轉速極易各種腐（fǔ）蝕（shí）性（xìng）介質和含磨粒（lì）介質等的密封，但其缺點有：1.結構較複雜，對製造加工要求高；2.一次性投（tóu）資高。
因各種原因及操作原因，由於爐體內壓力向上頂，箱體內（nèi）加油壓力向下頂，改為機械密封後相應的提高了行星箱的使用（yòng）周期，增加到6-8個月。
經過技術人員和檢修維護人員多次協商後，現將（jiāng）原有的軟填料密封（fēng）恢複使用，在壓三道盤根後加一道油環，潤滑防止盤根磨損損壞，再（zài）壓兩道盤根並在盤根壓蓋上加工凹槽，加一道骨架油封。再（zài）將左盤根壓蓋（gài）和軸上加裝機（jī）械密（mì）封（fēng）進行（háng）密封，下圖為現場改造裝配圖（tú）及密封件（jiàn），圖6所示。
五、結束語
通過對行星箱輸出軸端密封裝置的改造，目前基本上（shàng）解（jiě）決了竄氣和潤滑介質泄露的問題，將行星減速箱的（de）使用周期從原來的三個（gè）月延（yán）長到（dào）6-8個月，到目前（qián）加裝機械密封和骨架油封，盤根同時使用後，延長到現在1年沒出現過故障，降低了維修人員的勞動強度，提高了設（shè）備的使用壽（shòu）命和（hé）利用率，降低了企業成本，增加了效（xiào）率，為高爐的（de）順產創造了條件。
參考文獻
1、《機械設（shè）計手冊（cè）》
2、《冶金（jīn）設備液壓係統手冊》
3、《冶金動力設計手冊》
來源（yuán）：《科學與財富》
