摘要:在錳系產(chǎn)品深加工化合工序中,蝸輪蝸桿減速機(jī)因其處于高溫、中速運(yùn)轉(zhuǎn)、酸堿腐蝕性強(qiáng)的惡劣環(huán)境下,蝸桿端普通骨架油封經(jīng)常融化磨損,發(fā)生潤滑油泄露,導(dǎo)致減速機(jī)故障多,環(huán)境衛(wèi)生差,設(shè)備使用壽命短。通過對(duì)蝸桿端漏油進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì),采用了非接觸式密封和接觸式密封相結(jié)合的方法,使蝸輪蝸桿減速機(jī)無論是處于動(dòng)態(tài)情況下還是靜態(tài)情況下,都能得到良好的密封,從而達(dá)到改善環(huán)境衛(wèi)生,延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命的目的。
在電解二氧化錳、硫酸錳、電解金屬錳等錳系產(chǎn)品深加工生產(chǎn)中,經(jīng)常選用普通蝸輪蝸桿減速機(jī)攪拌化合礦漿或溶液。此類減速機(jī)比較適合于粉塵多、酸堿腐蝕嚴(yán)重、環(huán)境溫度高等惡劣條件下使用,設(shè)備的制造簡(jiǎn)單、成本低,維護(hù)保養(yǎng)、更換都較其他類減速機(jī)簡(jiǎn)單,故倍受廠家青睞[1]。
以某電解二氧化錳廠化合工序攪拌機(jī)為例,配套的WHC360 - 37KW 蝸輪蝸桿減速機(jī)為臥式結(jié)構(gòu),輸出扭矩力大,攪拌效果好,化合浸取率高,而且減速機(jī)價(jià)格低廉。但在使用一段時(shí)間后,蝸桿兩端油封密處出現(xiàn)漏油,既耗費(fèi)潤滑油,影響設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)衛(wèi)生,同時(shí)漏油故障致使軸承潤滑不良,減速機(jī)損壞,攪拌停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有發(fā)生,從而影響化合浸出工藝的正常進(jìn)行。因此,改進(jìn)漏油密封結(jié)構(gòu)十分必要。
1 減速機(jī)工作環(huán)境和漏油狀況
我國生產(chǎn)電解二氧化錳主要采用碳酸錳礦法浸出工藝,在化合桶( 槽) 內(nèi),碳酸錳粉和濃硫酸、電解返回廢液( 約70℃左右) 等主要原料產(chǎn)生劇烈的化合反應(yīng)?;现饕夹g(shù)條件為: 浸出溫度≥90℃,浸出時(shí)間4 ~ 6 h,中和劑為氧化鈣,中和時(shí)間0. 5 h,中和終點(diǎn)pH 6 ~ 7[2]。
化合減速機(jī)的工作位置大多安裝在化合桶( 槽) 支架正中心,運(yùn)轉(zhuǎn)速度約為40 r /min。減速機(jī)要承受碳酸錳粉、石灰粉塵污染和硫酸煙霧、蒸汽、高溫的影響,工作環(huán)境比較惡劣。高溫及蝸桿的中速運(yùn)轉(zhuǎn)對(duì)骨架油封磨損和融化加重,因此在中速、高溫、酸堿腐蝕情況下長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn),漏油愈發(fā)嚴(yán)重。WHC360 - 37KW 減速機(jī)泄露點(diǎn)處于箱體蝸桿密封端,減速機(jī)在惡劣環(huán)境下長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn),密封效果不佳。潤滑油從蝸桿入軸透蓋處泄露出來,沉積在皮帶輪下附近的化合槽蓋板上。
2 減速機(jī)蝸桿端的密封結(jié)構(gòu)分析
經(jīng)過對(duì)損壞的減速機(jī)解剖,發(fā)現(xiàn)原減速機(jī)蝸桿端的潤滑密封機(jī)構(gòu)采用1 個(gè)普通骨架油封,軸承和蝸輪均采用液狀潤滑油潤滑。蝸桿兩端的入軸透蓋上各設(shè)置1 個(gè)骨架油封,蝸桿軸右側(cè)皮帶輪裝置的公差為過渡配合,線速度5. 5 m/s,蝸桿左側(cè)為散熱風(fēng)扇。兩端均采用普通骨架油封密封,運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)減速機(jī)箱體內(nèi)油溫為75℃左右,攪拌的礦漿溫度在85℃以上,箱體外殼溫度一般在70℃左右。蝸桿原右側(cè)密封端漏油局部放大后見圖1。
從圖1 可以看出,入軸透蓋中間凹陷部分為集油槽。蝸桿運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),軸承滾珠( 柱) 將油料甩到入軸透蓋的集油槽中。入軸透蓋正中心設(shè)置了1 個(gè)普通骨架油封,由于普通骨架油封不適應(yīng)高溫中速運(yùn)轉(zhuǎn)條件和化合工序比較惡劣的工作環(huán)境,骨架油封很容易磨損和融化,發(fā)生潤滑油泄露。蝸輪箱內(nèi)潤滑油通過滾珠( 柱) 和集油槽通道,直接從融化的骨架油封處泄露,使軸承、蝸輪少油或無油潤滑,導(dǎo)致軸承和蝸輪損壞。而且更換油封時(shí)須拆卸皮帶輪( 或散熱風(fēng)扇) ,由于公差配合緊密,加上減速機(jī)較大、笨重,維修拆卸工作量大,也給維修更換帶來很大不便。
3 改進(jìn)后蝸桿端潤滑密封局部結(jié)構(gòu)
在高溫、中速運(yùn)轉(zhuǎn)情況下,蝸輪蝸桿減速機(jī)的漏油大致可分為處于動(dòng)態(tài)下和靜態(tài)下2 種情況下的漏油。動(dòng)態(tài)下是指減速機(jī)處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀況中,靜態(tài)下指減速機(jī)在停機(jī)后的狀態(tài)[1]。改進(jìn)后蝸桿端密封結(jié)構(gòu)如圖2 所示。
改進(jìn)主要是采用3 道密封相結(jié)合的方案來解決2 種不同情況下的漏油。第1 道密封主要解決減速機(jī)處于動(dòng)態(tài)下漏油,第2、3道密封主要解決減速機(jī)處于靜態(tài)下的漏油。
具體作用和密封結(jié)構(gòu)說明如下。
第1 道密封: 采用螺旋密封,在入軸透蓋上設(shè)計(jì)趕油螺紋。螺旋密封屬非接觸式密封,即通過螺旋密封把蝸桿軸運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)外流的高溫油料趕回集油槽內(nèi),同時(shí)對(duì)軸承起到良好潤滑作用。
第2 道密封: 采用接觸式密封。停機(jī)后,油料通過螺旋密封段外流,采用填料氈圈密封進(jìn)行靜態(tài)下的2 次封堵。填料氈圈由聚四氟乙烯纖維填料組成,該填料適用工作條件為: 溫度65 ~ 260℃,轉(zhuǎn)速100 ~ 1 750 r /min,壓力0 ~ 3 MPa[3]。
第3 道密封: 采用接觸式密封,新增油封端蓋和密封墊片,端蓋內(nèi)設(shè)置雙向動(dòng)力型油封,進(jìn)行靜態(tài)下的第3 次封堵。油封圈材料選用丁腈橡膠,適用于中速,使用溫度< 150℃,而油封件類型采用雙向動(dòng)力型,唇口氣側(cè)表面上有對(duì)稱的淺花紋,如三角凸塊,正反轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生動(dòng)力回流作用,可把將要滴漏的油回流到集油槽一側(cè)[4]。
4 結(jié)語
實(shí)施改進(jìn)方案后,每臺(tái)減速機(jī)補(bǔ)充的油量由原、來0. 5 kg /d 延長(zhǎng)到每2 個(gè)月補(bǔ)加1 次,并且減少了骨架油封等配件的更換,減少了維修工時(shí)。由于油封端蓋與入軸透蓋之間采用可裝拆的連接方式,避免了皮帶輪的裝卸,使維修更換填料更為方便。改進(jìn)密封結(jié)構(gòu)后,解決了高溫中速運(yùn)轉(zhuǎn)下的蝸輪蝸桿減速機(jī)蝸桿兩端嚴(yán)重漏油的問題,同時(shí)趕油密封良好的潤滑方式可延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。
2025第21屆鄭州工業(yè)自動(dòng)化展
展會(huì)城市:鄭州市展會(huì)時(shí)間:2025-05-09