淺談骨架式油封密封失效及治理對策

2014-12-13 05:08:58毛愈眾王志勇郭建珠

機械管理開發(fā) 2014年6期

毛愈眾，王志勇，郭建珠

（1.山西陽泉固莊煤礦，山西陽泉 045014；2.太原理工大學，山西太原 030024）

1 骨架式油封密封失效形式

軸與骨架式油封之間長時間連續(xù)高速、高溫滑動接觸是骨架油封正常工作的基本形態(tài)，判定骨架式油封工作狀態(tài)的標準是通過油封唇口和軸保持良好的潤滑與摩擦并保持一種良好的密封狀態(tài)；運行過程中，不論齒輪之間還是軸承及軸與骨架式油封之間長時間連續(xù)高速、高溫滑動接觸，均會在運行過程中產(chǎn)生顆粒狀物質(zhì)，這些顆粒狀物質(zhì)長期存在和研磨作用使得油封唇口和軸之間出現(xiàn)滲油現(xiàn)象，二者間潤滑能力相對下降，同時使得二者間的摩擦效應相對提升，隨著運行過程，這種趨勢和現(xiàn)象進一步擴大，直至軸被研磨造成油封漏油現(xiàn)象，形成骨架式油封根本性失效這一最高失效形式，很短時間內(nèi)即可導致減速箱缺油損壞事故。骨架式油封根本性失效的形成，使得磨損劇烈化進行，潤滑徹底失效，惡性設備事故隨時可能爆發(fā)，在這一狀態(tài)下設備已沒有任何安全保障力，繼續(xù)運行系統(tǒng)崩潰為唯一結果。骨架式油封根本性失效如圖1所示；其最大危害是大大縮短了減速箱可靠工作時間，尤其在主要生產(chǎn)線上其壽命成為制約生產(chǎn)能力發(fā)揮的主要因素和薄弱環(huán)節(jié)。

2 軸與骨架式油封被研磨機理

由圖1磨痕實際工況出發(fā)，經(jīng)分析仿真，磨損過程首先為金屬拉?；虼髩K油污顆粒使得骨架式油封密封效果劣化，形成潤滑不良想象，低速運行特點使得拉粒和油污顆粒磨損效應放大，密封效果進一步劣化，在潤滑效果惡化狀態(tài)下，近乎干磨擦效應，徹底損壞骨架式油封，使得潤滑完全失敗的過程。軸套磨損效應如下頁圖2所示，其過程是逐步的，磨損是逐級的，危害過程是不可逆轉的，研磨機理和增加軸套的表面硬度不會從根本上解決此問題，其實問題的關鍵為金屬拉?；虼髩K油污顆粒使得骨架式油封密封效果劣化，關鍵為潤滑效果不斷惡化和潤滑失效，拉傷只是最后體現(xiàn)形式而已。

圖1 骨架油封磨損實物圖

3 現(xiàn)有裝備條件下的有效處置方法

1）從金屬拉粒或大塊油污顆粒產(chǎn)生源頭上采取措施：提高加工精度、裝配精度，保證材料質(zhì)量，采用開式載荷預處理方式。

2）從金屬拉粒或大塊油污顆粒產(chǎn)生初期采取措施，將其清除，定期用潤滑油外置過濾方式將各種顆粒消滅在萌芽狀態(tài)。

3）依靠短板原理將骨架式油封密封作為整個設備失效的短板考慮，在金屬拉?；虼髩K油污顆粒運移到骨架式密封的運行通道上，將其截留和阻擋，有效改善骨架式油封密封的效果和工作狀態(tài)，從而解決骨架式密封壽命短這一難題。在潤滑油到骨架油封的主通道上加裝顆粒吸附裝置和過濾材質(zhì)，以減少進入骨架密封體的固體顆?？倲?shù)的方式延緩對軸套的磨損，以保證骨架油封的有效潤滑和可靠工作。

4）采用系統(tǒng)的思維方法從骨架式密封質(zhì)量體系、安裝維護運行等各個方面提高其本身對環(huán)境的適應性和保證體系，減少不必要影響環(huán)節(jié)和因素，為骨架式密封使用創(chuàng)造較好的工作環(huán)境。

4 從設計角度出發(fā)的有效解決方法

重新考慮一種油封形式替代，也不失為一種較好的解決方法。

針對現(xiàn)場工作環(huán)境專門設計一種對固體顆粒包容性強的骨架式油封，使得一定時期內(nèi)顆粒拉傷和磨損機理不太強烈的方式來保證骨架式油封在壽命期內(nèi)實現(xiàn)油封可靠工作。如圖3所示：一種雙唇口骨架式密封，唇口2的主要工作為吸附顆粒狀的物質(zhì)，保證進入唇口1的顆粒狀的物質(zhì)不影響工作壽命期內(nèi)唇口1的密封性能。由于進入唇口1的顆粒狀物質(zhì)的數(shù)量在一定時期內(nèi)少而且可控，這樣就滿足了骨架式油封可靠潤滑的條件，實現(xiàn)了骨架式油封長期可靠工作這一最終目的。

5 結語

圖2 軸套磨損效應

圖3 一種雙唇口骨架式密封

潤滑是大型重載設備須臾間決定成敗的關鍵點之一，密封是保證潤滑的必要條件之一，尤其是運動件和靜止件之間類似于軸和軸承座及輸出軸之間，良好的密封和良好的潤滑是必須的，但是保證這一狀態(tài)是有條件的，誠然骨架式油封的質(zhì)量、安裝、加工工藝等也是制約其工作性能的主要因素之一［1］，從系統(tǒng)的角度看也必須放在一個相當重要的位置予以重視，但是借助于軸與骨架式油封被研磨機理及根本性失效原因分析，可以清晰地看到骨架式油封根本性失效是潤滑不良導致的，這是問題的根本著力點，從潤滑理論出發(fā)是解決問題的關鍵點，從這一理論出發(fā)通過短板理論等維修和安全預防思想可以促使我們采取一些必要措施，使得骨架式油封在一定時期內(nèi)顆粒拉傷和磨損機理不太強烈的方式運行來保證骨架密封可靠穩(wěn)定的工作，保證在設計壽命周期內(nèi)設備運行狀態(tài)和運行環(huán)境達到新的標準。