馮健 廉浩
(北方(fāng)重工集團煤礦機械(xiè)分公司,遼寧沈陽 110000)
摘 要:針對我公司EBZ200型掘(jué)進機切割部的(de)浮動(dòng)油封漏油,進行了失效形式分析,提出了油封可靠性措施,該(gāi)方法對於其他型號機型的(de)結構密封具有同樣的借鑒意義。
關(guān)鍵詞:掘進機;浮(fú)動油封;可靠(kào)性;措(cuò)施
EBZ200掘進機是(shì)我公司重型全岩部分斷麵掘進機,適用於煤巷、半煤岩巷、全岩巷道的掘(jué)進,在(zài)公(gōng)路、鐵路、水力工(gōng)程等其他類(lèi)似的巷道也可使用。掘進機的工作環境十分惡劣,如果在(zài)掘進過程中(zhōng)產(chǎn)生密(mì)封失效等滲(shèn)漏情況,更(gèng)換(huàn)及維修將變得非常困(kùn)難(nán),尤(yóu)其浮動密封的失效,將(jiāng)引起軸,軸承(chéng)及軸套,甚至其他部(bù)件的(de)損壞,造成嚴重的後果。
1 浮動油封的結構特點及相關的(de)失效形(xíng)式
1.1浮動密封的結構特點及(jí)原理
EBZ200型掘進機切(qiē)割部密(mì)封采用了特瑞堡型號為(wéi)DF5900的浮動密封。DF5900浮動密封的結(jié)構(gòu)是由兩個相對獨(dú)立的金屬(shǔ)密封圈構成,兩(liǎng)個密封圈(quān)各自裝在單獨的腔室中,彈性體元件使密封件在(zài)各自的(de)腔室中保持對中位置。工作的時候,靜環在腔室中靜止不動,動環相對於靜環配合端麵(miàn)旋轉,動、靜金屬環之間的相互接觸通過精密研磨的表麵配合來實現密封。靜環裝在懸臂段的浮動密封架中,動環裝在切割頭中隨著切割頭旋轉,浮動環密封麵的軸向壓緊力(lì)通過橡膠的壓縮變形來保持,安裝(zhuāng)在浮動密(mì)封座溝槽間的橡膠圈起靜密封作用,軸承潤(rùn)滑采用320機油自浸油潤滑(huá)。
1.2浮動(dòng)密封環的失效形式
密封端麵隻有通過(guò)適合(hé)、可靠的潤滑油膜,同(tóng)時能夠將摩擦熱及時導出才能保證正常工(gōng)作。要求(qiú)使用中不泄漏或者泄漏(lòu)很少,在軸和密(mì)封座不(bú)受磨(mó)損的情況下,泄漏(lòu)量和摩(mó)擦消耗功率應分別為填料密封(fēng)的1%和10-50‰。浮封環的損壞(huài)主要為破碎,其次還有(yǒu)燒壞和磨損。如果浮封環失去作用,大量粉塵會進入空腔,設備的運轉將會受(shòu)到嚴重影響。
2 影響浮動油封的因素
2.1潤(rùn)滑條件產生的影(yǐng)響
按潤滑條件不(bú)同,潤滑通常分為幹摩擦、邊界潤滑、半液(yè)態潤滑和(hé)完全液態潤滑。幹摩擦時(shí)無油膜存,轉動時,動靜環之間摩擦麵過熱,造成(chéng)燒(shāo)毀和泄漏。邊界潤滑時,摩擦端麵微觀上(shàng)凸起的地方有接觸磨損(sǔn),而凹處還存(cún)在著液體,摩擦表麵會形(xíng)成較(jiào)差的油膜。半液(yè)體潤滑時,微觀(guān)上凹(āo)坑的地方會產生很薄的油膜,磨損量和發熱量(liàng)都較小(xiǎo),因此油(yóu)膜(mó)也會比較有張力,較好的防止了滲漏。完全液體潤滑時,由於動、靜環之間壓力不足,相對間(jiān)隙變大,液膜(mó)增厚,幾乎不會產生磨損現象,但由於動、靜(jìng)環之間的相對間隙過大,粉塵通過結合麵進入,使泄漏加劇。
2.2密封力產生(shēng)的影響
運動環(huán)和靜止環的兩貼合麵間能夠形成穩靠的潤滑油膜對於浮動密封正常工作起著至關重要的作用。兩貼合麵之間的壓緊(jǐn)力對密封(fēng)性能的(de)好(hǎo)壞(huài)也有著重要的影響,這個力被稱作密封力,利用密封端麵的接觸以及端麵比(bǐ)壓可以求得密封力的大小。當密封力使接觸麵之間形(xíng)成邊界摩擦或者半流(liú)體摩擦狀(zhuàng)態時Z為理想,形成的油膜使端麵之間的摩擦力大大減小,而且還使密封(fēng)得到保證(zhèng)。如果密封力過於大會(huì)就會使端麵之間的摩擦力變大,形成的油膜在高溫狀態下很快汽化,進而加快也(yě)加劇了端麵間的磨損,直接導致密封失(shī)效。相(xiàng)反密封力太小時,油膜就很難建立起來,同樣會使密封失去應(yīng)有的效果。
2.3結(jié)合麵磨損產生的(de)影響
端麵間的磨損通常可分為為摩擦磨損以及磨料磨損兩類情況。密封環之間的摩擦副是一種材質的(de)兩(liǎng)個硬質材料之(zhī)間建立起來的,截割部工作(zuò)過程中會生成許多細小的顆粒粉塵,即使不可避免的(de)顆粒粉塵會進入摩擦副,但也會被兩相對(duì)運動的接觸麵磨細,密封不會失效。並且兩端麵的銳邊,也使(shǐ)顆(kē)粒很難存在,摩擦副(fù)也很好的得到(dào)了保護。
2.4浮動環(huán)及橡膠圈材質(zhì)的(de)影響
密封力的增大會使潤滑液油膜招到損壞(huài),導致溫度升高;懸臂段(duàn)內腔的高壓和工作時的衝擊(jī)會導致動靜(jìng)環形變(biàn)甚至開裂引起密封失(shī)效,因此浮動密(mì)封環的材料大都采用高硬度材料製成,如硬質合金、陶瓷等,但為了(le)使使(shǐ)用性能更好對材料的韌性同樣有一定的要求。橡膠圈(quān)通過被壓縮彈性變形來達到(dào)密封效果,彈性變形(xíng)力隨著壓縮量的增大而增大,摩擦副間的壓力過大會影響潤滑油膜厚度,使其變小,這樣就使密封麵因缺(quē)少油液,潤滑不足,摩(mó)擦力變大,溫升過高導致摩擦副燒結導致報廢。另(lìng)外橡膠圈(quān)彈性變形過大進而會加快塑性變形,引起橡膠材料加快老化,所以,密封圈的(de)材質使用、彈性的均勻性保證、耐熱(rè)性的好(hǎo)壞,耐油性和耐老化性對(duì)密封有著至關重要的影響,現在一般采用的材料有丁晴橡膠、氫化丁晴橡膠、矽橡(xiàng)膠、氟橡膠等。
3 浮動密封失效的應對措施
根據現場已經出現的浮動密封失效情況,可通過以下幾個方麵來防治和改進:
(1)采用專業安裝工具進行安裝,在裝配(pèi)的過(guò)程中,密(mì)封環須成套使用,嚴禁新舊密封環裝在(zài)一起使用,安裝之前應對硬質表麵進行嚴格仔細檢查,檢查是否存在裂(liè)紋、啃傷、劃痕、劃(huá)傷等缺陷。
(2)使用正規廠(chǎng)家的潤滑油(yóu),盡量少采用乃至不用潤滑(huá)脂來潤滑,在工作(zuò)過程中(zhōng)要時刻關注油(yóu)位及時的補充油液。截割部抬頭工作時(shí)間過長時,要(yào)放下切割臂,這樣(yàng)使切割(gē)頭軸承以及密封環都能得到(dào)有效潤滑。
(3)保證合理有效的密(mì)封力,保證座圈加工尺寸的準確性,一旦座孔過小,會使(shǐ)橡膠被鎖死,浮動性就會失(shī)去。
參考文獻
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來源:《中國新技(jì)術新產品(pǐn)》2014年2期