風(fēng)電轉(zhuǎn)盤軸承密封圈粘接及安裝工藝分析

瓦房店軸承股份有限公司 (遼寧大連 116300) 李 智

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組用變槳軸承及偏航軸承的工作條件非常惡劣，具有海拔高、風(fēng)沙大、濕度高及空氣中鹽份較高等特點(diǎn)，風(fēng)電轉(zhuǎn)盤軸承暴露在極端的自然環(huán)境中，除了要求具有高抗腐蝕及抗氧化的能力外，風(fēng)電轉(zhuǎn)盤軸承自身密封系統(tǒng)的有效性與可靠性是決定軸承使用壽命最關(guān)鍵的因素之一。一旦密封系統(tǒng)失去功效，軸承內(nèi)部進(jìn)入雜質(zhì)將會(huì)導(dǎo)致軸承滾道重度磨損，甚至軸承卡死，從而造成風(fēng)機(jī)無法正常工作，甚至飛車的重大事故。本文根據(jù)風(fēng)電轉(zhuǎn)盤軸承的實(shí)際工況，對(duì)密封系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、密封失效模式、密封圈粘接與安裝技術(shù)等方面進(jìn)行詳細(xì)的論述與分析。

1.風(fēng)電轉(zhuǎn)盤軸承密封系統(tǒng)構(gòu)成

風(fēng)電轉(zhuǎn)盤軸承密封系統(tǒng)由軸承套圈端面密封槽及密封圓臺(tái)結(jié)構(gòu)及專用密封圈3部分構(gòu)成;密封圈固定在軸承套圈的端面密封槽內(nèi)，密封圈唇口與密封圓臺(tái)徑間采取過盈配合。如圖1、圖2所示。

圖1 密封結(jié)構(gòu)形式

2.風(fēng)電轉(zhuǎn)盤軸承密封系統(tǒng)失效模式

風(fēng)電轉(zhuǎn)盤軸承處于高濕度、鹽霧及沙塵等惡劣的外部環(huán)境中，易出現(xiàn)密封系統(tǒng)的失效現(xiàn)象，從而縮短軸承的使用壽命。為有效地降低風(fēng)電轉(zhuǎn)盤軸承的失效頻率，需對(duì)軸承密封圈系統(tǒng)的失效模式進(jìn)行詳細(xì)的分析。

圖2 密封系統(tǒng)示意圖

(1)軸承密封圈自身物理性能及應(yīng)用性能差:軸承密封圈材質(zhì)不良;軸承密封圈耐油脂變化率高;軸承密封圈耐極端溫度變化性能差。

(2)軸承密封圈粘接與安裝質(zhì)量差:軸承密封圈安裝長(zhǎng)度不合理;軸承密封圈粘接不牢固;軸承密封圈安裝方式不合理。

針對(duì)上述第一類密封系統(tǒng)失效模式，可以通過優(yōu)選密封圈材質(zhì)及其物理性能與應(yīng)用性能，來保證風(fēng)電轉(zhuǎn)盤軸承密封圈的有效性與可靠性。采用德國(guó)smirt進(jìn)口密封圈，其材質(zhì)為丁腈橡膠 (NBR70)，此密封圈材質(zhì)可在－45℃ ～70℃范圍內(nèi)保持良好的物理性能，同時(shí)該密封圈具有耐低溫、耐油壓、耐鹽霧侵蝕及耐磨損等優(yōu)點(diǎn)，其粘接性強(qiáng)，適用于海上、高原等惡劣的自然環(huán)境。在優(yōu)選密封圈的基礎(chǔ)上，反映密封圈粘接與安裝技術(shù)的第二類密封系統(tǒng)失效模式，是影響風(fēng)電轉(zhuǎn)盤軸承密封質(zhì)量的關(guān)鍵因素。

3.風(fēng)電轉(zhuǎn)盤軸承密封圈粘接與安裝工藝

(1)密封圈理論長(zhǎng)度的確定:內(nèi)圈及外圈密封圈理論長(zhǎng)度，以A與B二者的中線位置為基準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算。

內(nèi)圈密封圈理論長(zhǎng)度 (見圖3)為

外圈密封圈理論長(zhǎng)度 (見圖4)為

圖3 內(nèi)圈密封圈理論長(zhǎng)度

圖4 外圈密封圈理論長(zhǎng)度

(2)密封圈粘接裝備組成:主要由上下胎模、滑座體、導(dǎo)向鍵、定位板及定位銷等部分組成。

(3)密封圈粘接專用工裝設(shè)計(jì):為實(shí)現(xiàn)密封圈左右兩端的緊密對(duì)接，保證優(yōu)良的粘接效果，設(shè)計(jì)專用的粘接工裝。先將待粘接密封圈穿入工裝上、下胎模槽內(nèi)，通過導(dǎo)向鍵帶動(dòng)滑座體及密封圈作直線滑動(dòng)，實(shí)現(xiàn)密封圈左右兩端的精準(zhǔn)對(duì)接 (原理見圖5)。

圖5 密封圈自動(dòng)粘接專用工裝示意圖1.密封圈 2.定位銷 3.上胎模 4.下胎模

(4)密封圈裁剪技術(shù)要求:在理論密封圈長(zhǎng)度基礎(chǔ)上左右兩端，需分別預(yù)留一定的修切長(zhǎng)度;密封圈切口要求平整無缺損;密封圈切口需用板銼進(jìn)行打磨，并將雜質(zhì)清理干凈。

(5)密封圈粘接技術(shù)要求:將修切好的密封圈放置于專用粘接工裝槽內(nèi)，調(diào)整密封圈首尾距工裝對(duì)接面的距離，使密封圈切口伸出工裝對(duì)接面2～3 mm，并將待粘接密封圈固定;使用樂泰 (LOCTITE)專用膠水均勻抹在粘接面一端，確認(rèn)整個(gè)斷面無漏涂、無膠水流淌;啟動(dòng)粘接工裝按鈕將密封圈兩接口自動(dòng)對(duì)接在一起，并保持45～60 s，使接口粘接牢固。

(6)密封圈安裝技術(shù)規(guī)范:將待安裝密封圈軸承的端面密封槽及密封圓臺(tái)徑部位均勻涂抹少量防銹油及潤(rùn)滑脂;將相對(duì)應(yīng)的內(nèi)圈或外圈密封圈，放置到準(zhǔn)備安裝的密封槽位置，先圓周對(duì)稱4點(diǎn)固定，而后依次按8等分、16等分取中將密封圈按入密封槽內(nèi);使用氣動(dòng)錘依次將每段密封圈按同一方向從前到后壓入密封槽內(nèi)，要求壓入密封圈的方向要與依次壓入每段密封圈的順序方向相反。

4.結(jié)語

風(fēng)電轉(zhuǎn)盤軸承密封圈粘接及安裝工藝具有操作簡(jiǎn)捷、制造精度高及密封效果好等優(yōu)點(diǎn)，完全滿足了風(fēng)電轉(zhuǎn)盤軸承密封的技術(shù)要求，具有較強(qiáng)的推廣價(jià)值。