張（zhāng）躍（yuè）

（雲南維智建設機電有限公司（sī），雲南昆（kūn）明　650217）

　　【摘　要】本文從強製（zhì）式（shì）攪（jiǎo）拌機軸端密封構造特點、及運動過程分析出發，根據多年大量實踐經驗（yàn）探索、設計出幾種較好軸端密封形式。

　　【關鍵詞】強製式攪拌機；軸端密封

　　近年來（lái），單雙臥軸強製式混凝土攪機發展很快，已充分體現出（chū）它的生產效率高，攪拌質量好的優（yōu）勢，它（tā）將逐漸取代雙錐形攪拌機，因此該種形（xíng）式的攪拌機很有發展前途，但砂漿容易（yì）順著（zhe）攪拌（bàn）軸侵入軸端（duān）密封使密封麵產生劇烈磨損，使攪拌軸滾動軸承（chéng）等零件加速損壞，故本人經過設計JS1000和JS1500雙臥（wò）軸型後，對軸端密封進行了研究，認為臥軸式混（hún）凝土攪拌機能（néng）否有好的前景，一個（gè）很重要（yào）的因素就是要解決好軸端密封問題，徹底解決漏漿問題，而改進和完善軸端密封，一直是工程技（jì）術人員Z為關心的問（wèn）題。下麵就本人多年來實踐經（jīng）驗探討一下幾種軸端密封形（xíng）式的設計（jì）。

　　1　浮動密封特點

　　浮動密封屬於端麵機械密封的（de）一種（zhǒng）特殊形式，其結構簡單，端麵密（mì）封壓力能自行補償，砂漿不易浸入，潤滑脂油不外泄，密封效果好，適合在低速重載作業條件惡劣處使用。

　　2　浮動密封的構造

　　浮動密封是（shì）由兩個（gè）金屬（shǔ）浮封環和兩個C型密封橡膠圈組成，金屬（shǔ）浮封環（huán）用合金鑄鐵或粉末冶金等材料製成，其外形為圓錐體。

　　3　浮動密封的工作原理

　　在轉（zhuǎn）動的（de）浮動環與轉動之間及固定的浮封環與固定轂之間的錐形體處各（gè）放置一個大（dà）截麵O型密封橡膠圈，當轉動（dòng）轂和固定轂相互壓緊後，兩個密封圈就產生（shēng）彈（dàn）性變形，而被壓扁成橢圓形斷麵（miàn），這樣，既密封（fēng）了圓錐體外的空間，又因密封圈所產生的彈性使（shǐ）兩個浮封環產生相對的軸向力，使兩個磨擦接觸端麵互（hù）相貼得很（hěn）緊（jǐn），從而保證了足夠的密封作用，而當兩個接觸的端麵磨損後，密封（fēng）橡膠圈的彈性可起一定的補償作用，仍然能保證兩者端麵的互相貼（tiē）緊，繼續保持良好的（de）密封效果。

　　4　軸端密封

　　軸端（duān）密封是（shì）臥軸強製式攪拌機的特殊結構和重要部分，它由攪拌軸支承及軸端密封（包括骨架，油封，軸承，支承座，浮動（dòng）密封環等組成）它的作用就是：保護軸端處的支（zhī）承（chéng）軸承不受砂漿（jiāng）侵蝕，防止軸端處漏漿，以延長軸承、主軸等零件的使用壽命，確保攪（jiǎo）拌係統的正常工作，兩種結構形式的密封裝置如圖（7，8）所示：原理（lǐ）是：（1）外油道密封：它是起（qǐ）道密封作用，通（tōng）過手（shǒu）動或機動（dòng）油泵連續供油輸送一定壓力的潤滑脂，所供之油脂一方麵作為相對滑動麵的潤滑油之用，另一方麵供轉動零件（jiàn）的間隙（xì）形成外油道密（mì）封，此（cǐ）處油脂向（xiàng）外緩慢流動，通過環形縫隙C使油少（shǎo）量滲（shèn）出以抵住砂（shā）漿向轉動處的縫隙內滲入保護內部零件不受磨損，這就是攪拌軸軸端密封所獨有的密封特點。（2）浮動密封：它是第二道密封，當道密封受到砂漿的滲入（rù）後，浮動密封將起到長期而主要的密封作用。

　　浮動密封中的兩個浮動環相互接觸麵在一定壓（yā）力下轉動而產生摩擦，為了（le）減少磨損保持良好的密封狀態，經手動或機（jī）動供油器輸送一定壓力的潤滑脂，使兩環相互接觸端麵（miàn）有較好的潤滑，從而延長了使用壽命，又長期保持（chí）良好的密（mì）封效果。

　　5　軸端密封裝置的兩種（zhǒng）結構形式

　　（1）封閉式（shì）結構

　　其特點是：（A）外形尺寸緊湊（B）外界灰塵不易侵襲（c）不足（zú）之處是：若操作者不重（chóng）視按時向軸端密封注（zhù）油（指手動加油脂），則易使砂漿對軸（zhóu）承侵蝕（shí），導致軸承和軸損壞（huài）。

　　（2）外置隔離結構

　　其特點是：（A）安裝浮動密封一需專用工（gōng）具（B）省去止（zhǐ）推軸承（C）當浮動密封鷹損而漏漿容易發現（D）當浮動密（mì）封座損已出現漏漿，決不會侵襲到支承軸承（E）安裝和修理方便（F）不足之處是：外形尺（chǐ）寸稍大一些。

　　根據以上兩種軸端密封結構的特點，可以看出（chū）：外置隔離式（shì）結構（gòu）可彌補封閉式結構的不足之處，經實踐也證明（míng），外置隔離式結構是優（yōu）於封閉（bì）式結構。但是上述（shù）軸端密封，雖（suī）然具有一定的可靠（kào）性，但結構較複雜，加工工藝繁鎖，製造裝配困難，砂漿易進入，成本高（gāo），為了克服上述缺陷，尋求一種簡（jiǎn）單可行，安全可靠的（de）軸端密封是十分必要的，因此，我經過調查分（fèn）析研究（jiū）先後設計了三種軸端密封結構，種如圖7所（suǒ）示：它的工作原理是：A，B兩（liǎng）孔為油脂的注入，它通過輸入（rù）油管與手（shǒu）動油泵（圖中未顯示）相（xiàng）聯接經B孔注入的油脂可抵達浮動密封環5的內腔，主要起著潤滑作用，以減少浮動密封環端麵間的磨損（sǔn）。經A孔注入的油脂經轉動殼3外圍的（de）環形縫隙抵達擋漿環2的內端，這些充滿縫隙的油脂，不僅可阻擋砂漿向它的內部侵蝕，還可將侵入的砂漿擠出（chū）來（因為手動油泵可以0―10MPa的壓力推動油脂向（xiàng）前（qián）運動）。第（dì）2道密封是由O形密封圈4和浮動密封環5等零件所組成，這是Z主要（yào）的一道密（mì）封裝置。其原理是：當O形密封（fēng）圈4被轉動殼3和滑動殼6壓緊之後，它（tā）不僅（jǐn）可以（yǐ）起到密封的作用，而且還具備了加壓的功能，使動環和靜環的端麵（miàn）產生一定的工作壓力，在這（zhè）個壓力的作（zuò）用下，兩端麵緊密貼合（hé），形成了可靠（kào）的密封。當兩端麵磨損（sǔn）之後，在這個壓力作用（yòng）下，使動環和靜環作軸向移（yí）動，因而能夠實現自動補嚐磨損，使密封很可靠。油封8和油封10分別組成了第3道和第4道密封，當前兩（liǎng）道密封磨損之後，這兩道密封可（kě）阻擋砂漿的滲透，起倒保護滾（gǔn）動軸承11的作用，以免發生更（gèng）多的砂漿（jiāng）進入軸承內。

　　在一般情況下，上述浮動密（mì）封還是比較可靠的，其維修（xiū）周期和使用壽命都較長，從用戶使（shǐ）用返饋信息表明，軸端漏漿的問題較少。在道密封中，起著著封堵（dǔ）砂漿作用（yòng）的油（yóu）脂是糊狀的，從圖7可以看出，由於油脂所處的環形縫隙（xì）為開放型，因此在工作時（shí）這些油脂（zhī）會逐漸流失，導致砂漿隨之向軸承內（nèi）滲入，因此，道密封並非完全可靠。

　　從原理上講，第二道密封是安全可靠的，但是一旦砂漿（jiāng）突破道密封之後，第二道密（mì）封將處於砂漿包圍之中，促使第（dì）二道密封急劇的磨損，另外，在第二道密封中，其（qí）動環和靜環端（duān）麵間的工作壓力，直接關係著密封的效果，壓緊力過大，將使端麵間磨損（sǔn）加劇，發熱，甚至咬死，壓緊力過小，密封效果顯著降低（dī），甚至漏漿，從圖（tú）7可以看出，壓緊力的大小是受著轉動殼（ké）3、滑動殼6以及（jí）攪拌（bàn）軸和拌筒（tǒng）體尺寸和裝配尺寸的影響，因此對這些零件的加工精度要求較高。除此之外，第三道密封使浮動密封環內腔密閉，這雖然有利於潤滑，但也阻擋了砂（shā）漿的（de）泄漏，隻有在前（qián）三道密封（fēng）均被破（pò）壞之後（hòu），漏漿孔才有砂漿（jiāng）顯示出來，這時整個部件已損壞相當嚴重了。

　　圖8所（suǒ）示是第二種型式的（de）可自動補償的（de）軸端密封，動環2靠（kào）緊定螺釘固定在攪拌軸上，螺栓6將靜環3、橡膠圈1和內壓板5聯為一體，靜環3的端麵因受壓簧9的壓力而（ér）與動環2緊密貼合，當動環和靜環兩（liǎng）端麵磨損之後（hòu），在壓簧9的作用下，靜環可走（zǒu）作軸向移動，使兩端麵始（shǐ）終靠緊。因此砂漿很難從此滲入到（dào）軸承內。

　　工作時動環、靜環兩端麵間的磨擦熱（rè）被循環攪拌的砂漿冷卻，滲入兩端麵縫隙的（de）液體可起到潤滑作用。在（zài）軸承座8的下方，設（shè）置有較為大的漏漿孔，以便觀察磨損情況。當道密封損壞之後，作為第二（èr）道密封11可以阻（zǔ）擋住（zhù）砂漿對滾動軸承的侵蝕，使砂漿從漏漿孔卸漏出去。為了延長橡膠（jiāo）圈的使用壽命，故在內壓板5的背麵（miàn）安裝了2個銷4，在銷4的下插入軸承座孔的相應（yīng）孔中，這樣橡膠板隻作軸向移動（dòng），不能在徑向扭轉，防止了橡膠的（de）撕裂。

　　圖9所示是第三種型式軸（zhóu）端密封，我公司在不斷總結以（yǐ）上兩種（zhǒng）密封實踐經驗，改進設計出的，它的特點是（shì）用了三道密封防線比圖7中密封又多加了（le）一道密封防線，即在密封座（zuò）前加了兩層橡膠密封墊，由於橡膠是具有彈性故它能緊密（mì）貼在轉動（dòng）轂之上，使砂漿不能從G點處間（jiān）隙進入密封座（轉動轂）內，密補了砂（shā）漿會從（cóng）兩個零件之間裝配間隙（xì）進入主（zhǔ）軸軸承可能性發生，有效防止砂漿（jiāng）無孔不入特點，此種形式軸端密封已在我公司生產的各種強製式攪（jiǎo）拌機中應用，經（jīng）多年產品工業性考核，和收集了用戶反饋意見效果都很好，並值得（dé）推廣應用。

　　6　結論

　　通過對臥軸式攪拌機軸端密封（fēng）研究分析可得出以（yǐ）下（xià）結論：

　　（1）三種軸端密封（fēng）效果、使用壽（shòu）命和（hé）可靠性方麵都很好（hǎo）、各有好的特點之處（chù），特（tè）別是Z後（hòu）一種軸端密（mì）封結構緊湊、工藝簡便、製造和安裝都（dōu）較為方便、防砂漿進入效果顯（xiǎn）著並可降低製造成本，我認為很有一定推廣價值（zhí）。

　　（2）裝浮（fú）動密封圈的座腔（qiāng）尺寸和相對位置一要設計合理、這個座腔尺寸是關鍵性的，它將對浮動密封的（de）可靠性起著很大影響，也（yě）是密封處的成功與否的關鍵之處，在此座腔的尺寸設計自已也（yě）探索出一些經驗數據。如（rú）圖9所示：經實際工況實踐驗證收（shōu）到了很好效果。總之，軸端密封結構設計有待於大量的試驗數據和實際使（shǐ）用經驗來確定。

　　（3）軸端（duān）密封處供油係統要求進油口設計應合（hé）理，油管長度的布局應盡量短並靠盡進油口，油泵（bèng）規格不易太小（xiǎo）否則不能有較好向密（mì）封腔輸（shū）送一定壓力的（de）潤（rùn）滑脂，同時，就達不到對浮環相互接觸麵有較好的潤滑作用，也不能將進入密封腔內的（de）砂（shā）漿迅速排除。

　　以上的理（lǐ）論（lùn）分析和結論的推出，都是自已多年來依據實踐經驗和機械摩擦學原理、機械潤滑學、機械密封原理等理論知識總結分析得出的，並經（jīng）過長期工業性考核，收到了很好效果，目前我（wǒ）公司強製式攪拌機都采用以上三種密封形（xíng）式實踐證明效果都很好，以上提出（chū）的一些觀點（diǎn）和經驗設計僅供大家來探（tàn）討研究。

　　參考文獻：

　　[1]東（dōng）北工學院編.機械基礎.冶金工業出版社.

　　[2]哈建工西冶工合編.混凝（níng）土機械與樁工機械.中國（guó）建工出（chū）版社.

　　[3]機械工程師進修大學出版社編.摩擦學原理.

來源：《華東科（kē）技：學術版》2015年第7期