久研轴承科技(安徽)有限公司

1500mm热带轧辊轴承密封改造

2014-01-26

王斌1 苏桂梅1 段伦刚2 赵志强2
(1.山东钢铁集团莱钢板带厂,山东莱芜 271104;2.山东钢铁集团莱钢设备检修中心,山东莱芜 270014)
  摘 要:通过观察和研究发现64%的轴承失效是由于密封效果差造成的,密封备件消耗量大,改进密封性能提高密封效果延长密封寿命是保证轴承正常运转降低密封备件消耗的重要途径。
  关键词:轴承;密封改造;方案
  1 改造原理
  流体动力密封原理认为在动态下,油封与轴的狭小接触带上,有一层液膜具有流体的动压特性(图1)。这些特性包括使轴与密封件的摩擦力降低,由于该摩擦力使密封间的接触面上受到沿圆周方向的切向力作用,并产生切向变形,从而改善了动态下的润滑。该液膜有一定的厚度和形状。密封表面许多微观隆起与凹陷,在动态下相当于微小的滑动轴承板,动态下将粘性液体带入楔形间隙,形成流体动力液膜,从而起到润滑和密封作用。实际工作中油封与轴接触时,接触面出现干摩擦、边界摩擦和流体润滑三种情况,不断交替变动。
 
  由以上分析可以看出提高密封效果和寿命的本质是降低密封唇口磨损,将接触面保持边界摩擦和流体润滑两种状态,避免干摩擦状态。
  2 改进方案
  2.1 提高与密封配合的密封环表面精度
  轴承密封形式如下图2所示。
 
  从上图可以看出轴承是靠密封环与密封紧密配合下,密封环的尺寸及表面质量在密封系统中起很大作用。
  改进措施:
  (1)从图2可以看出轴承是靠密封环与密封紧密配合下,密封环的尺寸及表面质量在密封系统中起很大作用。密封环尺寸比如圆度超差密封效果将会大打折扣,表面粗糙度太大会造成密封磨损较快,对轴承危害还较大。
  (2)对密封环进行改造,将密封配合出粗糙度由3.2改为1.6,加大端面倒角,由原来的5mm改为10mm,降低由于装配而造成的密封损坏。
  2.2 运用流体力学密封
  2.2.1 密封简介
  (1)单向流体动力学油封
  单向流体动力学油封主要特点是具有回流作用,唇口过盈量比普通油封小,径向力降低,减少了摩擦生热,提高了使用寿命。在单向流体动力学油封的唇口工作面上有若干条螺纹形凸棱,有逆时针和顺时针两种。
 
  (2)双向回流油封
  双向回流油封在密封唇口空气侧模压上数条与唇口成一定角度的凸棱,凸棱互相平行。经修整将唇口切削成要求的内径尺寸后,部分凸棱被切断并与唇口相交,形成两对以上的回油腔。这样在唇口处左右两半圆形成堆成数量的、方向相反的凸棱,并呈锐角与唇口相交。当油封装配到轴上时,这些相交的凸棱变形成锐角接触区。当辊子旋转时,可将渗漏过唇口的油粒子收集入锐角接触区内,由于油逐渐增多引起内压增高,变产生乐一种自动向里的推力,使漏出的油重新返回原有腔内,从而起到密封防漏的作用。
  2.2.2 运用方案
  (1)将Z初的钢骨架油封改为加布油封并增加进油槽,使润滑油可以进入密封唇口部位对密封起到润滑作用。
  (2)将密封安装方式由同向改为背向安装采用双筋双向回流密封,外侧油封主要起防水防异物进入,内侧密封起到防止润滑油外泄的作用(图四)保证了轴承内部工作环境,保证了轴承正常运转。
 
  (3)在两个油封中间增加进油口如上图(图四),润滑油通过进油口进入两个密封唇口中间的空隙中,是接触面处于流体润滑状态。大大延长了密封的使用寿命。
  3 改造效果
  流体力学密封的运用和密封系统改造后,密封使用寿命大大延长,密封效果得到很大提高,轴承因进水报废的数量大大减少。 
  参考文献:
  [1]张绍顺.铝带热轧机油气润滑系统应用[J],有色金属加工,2011(04).
  [2]苏凌西.冷轧机轧辊轴承的失效分析和改进措施[J].新疆钢铁,2011 (02).
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  [4]邹益来.铝材轧机轧辊轴承无渍润滑油的研制[D].中南大学,2010.
  [5]唐本立,曾撼宇,徐鸣.EP-Ⅲ型润滑脂在精轧机工作辊轴承上的应用与效果[A].2006年全国轧钢生产技术会议文集[C],2006.
来源:《华东科技》2013年第5期