淺談GK400密煉機轉子密封裝置安裝方法

盧溢超，彭森明

(萬力輪胎股份有限公司，廣東 廣州 510904)

膠料在密閉空間煉制過程中，轉子對膠料的剪切、擠壓以及上頂栓砣體的加壓，使密煉室產(chǎn)生較高壓力，必須采用專門轉子軸端密封裝置，以阻止膠料從轉子軸頸與主機側板間隙泄漏。目前我司GK型密煉機轉子采用接觸式斷面密封裝置，即由一對相對滑動的耐磨環(huán)（動環(huán)與靜環(huán)）組成的平面摩擦副，從而達到密封的目的。動環(huán)耐磨材料采用硬質(zhì)合金，靜環(huán)耐磨材料采用青銅，使用壽命基本低于3年。而密封環(huán)更換大修工程量較大，在安裝調(diào)試過程中因為操作步驟繁瑣、標準較多，安裝調(diào)整方法沒有統(tǒng)一的標準，需要規(guī)范施工標準以提高技改大修效率。

本文通過GK型密煉機轉子密封裝置更換大修工程，從成功經(jīng)驗中提煉出各零部件安裝標準及精度調(diào)整方法。其中包括了轉子密封環(huán)動環(huán)安裝加工、調(diào)心軸承安裝調(diào)整、轉子端面與耐磨板間隙調(diào)整、轉子竄動量調(diào)整的方法。

本文以具體大修工程實例為背景，針對性提出更快更好的GK400密煉機轉子密封裝置安裝方法，實用性強，為提高技改大修效率提供較好的參考。

1 GK400密煉機主機基本結構

1.1 GK400密煉機主機機體結構介紹

GK400密煉機主機機體主要由以下幾部分組成：①混煉室：由合金鋼板焊接而成，室壁四周鉆孔冷卻，內(nèi)壁堆焊硬質(zhì)耐磨合金；②兩件水平剖分的支架，用于支承耐磨板及轉子軸承；③兩對垂直方向剖分的耐

磨板，表面堆焊了耐磨合金，密封裝置中的靜環(huán)安裝在壓環(huán)上，定位于密煉室側壁耐磨板孔內(nèi)；④底板：混煉室用高強度螺釘與機架相連。拆卸時，松開螺釘可以將混煉室向外拉出，而無須將其他部件拆開；⑤轉子：轉子由合金鑄鋼整體鑄成的轉子體和長軸裝配而成，密封裝置中的動環(huán)固定在轉子端部；⑥轉子軸的支承：轉子支承在自動潤滑的雙列球面滾子軸承（23164CACK/W33）上，軸承內(nèi)孔為錐形孔，可用液力加壓裝置（常用高壓油槍）進行拆卸安裝；轉子由雙列推力軸承（29328）確定軸向位置，并以此調(diào)整轉子與側板間隙與轉子竄動量。

1.2 轉子密封裝置結構介紹

如圖1所示，轉子密封裝置由一個固定在耐磨板上的靜耐磨環(huán)及跟著轉子轉動的動耐磨環(huán)構成，動環(huán)固定在轉子端部，靜環(huán)安裝在壓環(huán)上，定位于密煉室側壁耐磨板孔內(nèi)。每對密封環(huán)都通過4個油缸同時直接作用于靜環(huán)圓周上的4個點，使靜環(huán)壓緊轉子端面的動環(huán)。整個密封裝置共需16個油缸，進油口均相連，保證油缸動作一致。在密封端面及轉子端面均注入高壓潤滑和密封油，以形成油膜，平衡動靜耐磨環(huán)的壓力，減少摩擦力，防止外泄膠料擠壓至滑動端面而致使密封失效。

圖1 液壓密封裝置示意圖

2 主要典型零部件安裝方法

2.1 動耐磨環(huán)安裝方法

如圖2所示，動耐磨環(huán)安裝在轉子端面，其中有3個面分別與轉子和靜耐磨環(huán)配合，下面分別對動耐磨環(huán)內(nèi)徑與轉子安裝的公差配合、動耐磨環(huán)外端面與轉子端面間隙、動耐磨環(huán)內(nèi)端面相對于軸中心線的垂直度進行探討。

圖2 動環(huán)安裝示意圖

（1）動耐磨環(huán)內(nèi)徑與轉子安裝的公差配合（見表1）。動耐磨環(huán)安裝在轉子端面上，其設計公差配合采用過盈配合。為保證順利安裝，安裝前需分別測量轉子軸面外徑尺寸與動環(huán)內(nèi)徑尺寸，確保有足夠過盈量后，采用感應加熱法或氣焊加熱法，紅外測溫槍對其溫度進行檢測，可用孔徑內(nèi)卡確保動環(huán)內(nèi)徑膨脹后大于轉子軸頸外徑后，在轉子軸頸均勻涂上潤滑脂，利用工裝（包括千斤頂、套筒）將動環(huán)徐徐壓進轉子端面。

表1 動環(huán)安裝公差配合

（2）動耐磨環(huán)外端面與轉子端面間隙（見表2）。為確保動環(huán)外端面與轉子端面間隙在標準范圍內(nèi)，防止膠料擠進間隙中，安裝前需提前做好套筒工裝，采用千斤頂將動環(huán)壓進轉子端面后保持至動環(huán)冷卻至常溫。用塞尺檢測動環(huán)外端面與轉子端面間隙，并在動環(huán)外徑上鉆孔種釘固定，防止動環(huán)相對轉子跑移。

表2 動環(huán)安裝間隙

（3）動耐磨環(huán)內(nèi)端面相對于軸中心線的垂直度（見表3）。動環(huán)內(nèi)端面與靜環(huán)緊密貼合，形成相對滑動的平面摩擦副。動環(huán)端面與靜環(huán)端面能否緊密貼合將決定整機膠料密封的效果。因為靜環(huán)安裝在耐磨板上，具備與轉子軸中心線垂直的條件，為保證動、靜環(huán)端面貼合效果，所以安裝動環(huán)后，需檢測動環(huán)內(nèi)端面與轉子軸線的垂直度。通常情況下，需對轉子上車床，裝夾好后精車其動環(huán)端面，在確保表面粗糙度的情況下，使動環(huán)內(nèi)端面與轉子軸線的垂直度達到要求。

表3 動環(huán)安裝垂直度

2.2 調(diào)心軸承安裝方法及注意事項

雙列球面滾子調(diào)心軸承作為轉子支承，為了獲得良好的軸承配合，帶錐度的內(nèi)環(huán)孔直接安裝在同樣帶錐度的轉子軸頸上，軸承的拆卸和安裝均可采用液力加壓裝置進行。

（1）調(diào)心軸承安裝（見圖3）。在安裝之前，首先將軸承及轉子清洗干凈，除去防護油脂，并利用塞尺測量軸承的初始徑向游隙。使軸承和軸頸之間的溫度相同，兩者之間的溫差絕對要低于10℃。將軸承裝到轉子的錐形軸頸上，逐步打緊調(diào)整逼母。待調(diào)整逼母壓到一定程度后，一邊檢測軸承徑向游隙，一邊慢慢打緊調(diào)整逼母，使調(diào)心軸承游隙逐步減少，最終達到軸承安裝要求，對調(diào)整螺母鎖緊固定。見表4。

圖3 調(diào)心軸承安裝示意圖

表4 調(diào)心軸承安裝調(diào)整 mm

（2）軸承安裝注意事項。在調(diào)整調(diào)心軸承時，如果對軸承清洗不干凈，那么安裝前游隙測量值將不準確，需注意對軸承進行徹底清洗及壓縮空氣吹干。在調(diào)心軸承清洗過程中，容易將軸承調(diào)亂，在回裝到轉子的時候軸承外圈調(diào)反方向，會致使外圈卡板安裝到機臺后不平，使馬鞍座難以就位，所以清洗前，需對軸承做好標記方向。

3 轉子端面與耐磨板間隙調(diào)整及轉子竄動量調(diào)整方法

3.1 轉子端面與耐磨板間隙調(diào)整方法

如圖4所示，轉子端面與耐磨板間隙對主機轉子運轉具有重要意義，間隙過大將引起膠料的泄露，間隙過少將造成轉子與耐磨板的滑動磨損，引起溫升、異響異震等問題。轉子與耐磨板間隙標準見表5。

GK型密煉機轉子由雙列推力軸承確定軸向位置，因為轉子工作端面長度各異，所以每一次更換密封裝置，都必須重新通過冷卻水端的推力軸承來調(diào)整轉子端面與耐磨板的間隙。轉子的軸向移動，是通過調(diào)整逼母、推力軸承襯套、推力軸承、推力軸承座共同實現(xiàn)。當調(diào)整逼母往驅(qū)動端方向張緊時，襯套端面與轉子軸端面接觸，同時推力軸承外圈端面與軸承座端面接觸，在共同的作用力下，轉子將往驅(qū)動端方向移動。其中，推力軸承襯套將起到轉子左右軸向移動的關鍵作用，減少其長度（車削端面），將使轉子往進水端移動；增加其長度（加墊片），將使轉子往驅(qū)動端移動。

以下將闡述轉子端面與耐磨板間隙調(diào)整的步驟：

圖4 間隙調(diào)整示意圖

（1）將轉子往冷卻水端拉，再完全張緊調(diào)整螺母，分別測量前后轉子冷卻水端和驅(qū)動端的間隙值，根據(jù)間隙標準，確定轉子軸向調(diào)整偏移量。

（2）在張緊調(diào)整螺母過程中，當轉子往驅(qū)動端移動，則證明如圖虛位1和虛位2已經(jīng)分別與軸承座端面和轉子軸端面貼合。只要根據(jù)轉子軸向偏移量確定是否加墊片或者車削端面。

（3）在張緊調(diào)整螺母整個過程中，若轉子沒有發(fā)生移動現(xiàn)象，則在虛位2中軸承襯套與轉子軸端面沒有接觸貼合。需在張緊調(diào)整逼母后，分別測量轉子軸頸長度A、襯套長度B、調(diào)整逼母長度C、轉子端面與逼母端面距離D，虛位2=A-B-C-D。墊片厚度=轉子偏移量+虛位2。

表5 轉子與耐磨板標準間隙

3.2 轉子竄動量調(diào)整方法

轉子對膠料的剪切、擠壓的過程中，將產(chǎn)生大量的熱量，將引起轉子的受熱膨脹。調(diào)心軸承采用帶錐度的內(nèi)環(huán)孔直接安裝的方式，為防止軸承因轉子長度變形而造成徑向游隙減少，軸承不能有效形成油膜而燒傷或咬傷，必須在進水端方向利用推力軸承壓蓋調(diào)整轉子竄動量，以彌補轉子受熱膨脹量。見圖5所示。

圖5 竄動量調(diào)整示意圖

轉子竄動量的調(diào)整，需要在推力軸承調(diào)整逼母完全壓緊后，利用深度尺分別測量推力軸承座端面與推力軸承外圈端面的距離A，和推力軸承壓蓋止口的高度B，根據(jù)標準竄動量間隙的大小C（標準值為0.2mm），最終求出在推力軸承壓蓋安裝面添加的青殼紙厚度D。運算公式為：D=A-B-C。若計算結果得出D小于0，則顯示推力軸承壓蓋止口的高度B過少，需對推力軸承壓蓋安裝端面上車床車削一定深度E。運算公式為：E=A-B-C。如表6所示。

表6 轉子軸向竄動量規(guī)范

4 結束語

本文通過公司近年來對GK400密煉機密封裝置更換大修工程，針對性地將寶貴的成功經(jīng)驗與安裝技巧總結下來，取其精華，通過新技術不斷優(yōu)化大修規(guī)程及安裝方法。目前本論文提出的安裝方法，已通過幾年來的施工驗證，使密煉機密封環(huán)更換大修工程得到了更高安裝質(zhì)量，同時施工效率也得到一定提升，大修施工沿著標準化、制度化、規(guī)范化方向邁進。