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混凝土攪拌機(jī)軸端密封的改進(jìn)

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砼攪拌機(jī)是砼攪拌站的核心部件,攪拌機(jī)的 性能在很大程度上影響整站的使用性能。而在攪 拌機(jī)的設(shè)計(jì)中,需要重點(diǎn)考慮的是軸端密封。 軸端密封位于攪拌機(jī)的攪拌軸上,處于攪拌 機(jī)殼體與攪拌軸之間,在攪拌軸的縱向位置是處 于攪拌葉片(殼體內(nèi))與支撐軸承(殼體外)之 間。其作用是防止攪拌機(jī)在工作時(shí)砼泥漿由定動(dòng) 間隙(即固定在殼體上的元件與旋轉(zhuǎn)元件之間的 間隙)向殼體外擠出,俗稱軸端漏漿。

因泥漿中 含有砂子等固體顆粒,一旦從殼體內(nèi)擠入定動(dòng)間 隙,就會(huì)磨損定動(dòng)元件。而若泥漿堵塞了潤(rùn)滑油 口,泥漿在定動(dòng)間隙內(nèi)部分硬化,磨損將加快,對(duì) 定動(dòng)元件的損壞也將加快并導(dǎo)致軸端漏漿。若泥 漿突破支撐軸承組件密封,進(jìn)入并破壞軸承,將 造成整機(jī)無(wú)法正常工作。因此,合理設(shè)計(jì)軸端密 封的重要性是不言而喻的。 1 早期攪拌機(jī)的軸端密封 1.1 密封原理 圖1是早期組合式軸端密封的結(jié)構(gòu)圖,亦稱 開(kāi)式迷宮密封。保證蓋板與擋圈之間合理的間隙 是整個(gè)軸端密封的關(guān)鍵點(diǎn),相對(duì)面積較大,加工、 裝配過(guò)程中控制的好與否,將在很大程度上影響 著密封的效果。

另外攪拌軸與蓋板之間的周向間 隙也需要進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。 密封原理:第一道是充滿定動(dòng)間隙內(nèi)的潤(rùn)滑 油的密封作用。合理設(shè)計(jì)定動(dòng)間隙,在攪拌機(jī)工 作前向定動(dòng)間隙的空腔內(nèi)泵滿潤(rùn)滑油(一般采用 手動(dòng)泵的方法),工作中通過(guò)油泵向轉(zhuǎn)動(dòng)體與固定 件之間的空腔內(nèi)斷續(xù)加注潤(rùn)滑油,對(duì)工作零件進(jìn) 行潤(rùn)滑,同時(shí)阻礙泥漿進(jìn)入軸端密封,起到密封 混凝土攪拌機(jī)軸端密封的改進(jìn) Improvement of shaft seal of concrete mixer 楊套全/ YANG Tao-quan (中建二局洛陽(yáng)機(jī)械有限公司,河南 洛陽(yáng)?。矗罚保埃埃保?通過(guò)對(duì)早期及近期攪拌機(jī)軸端密封的原理、破壞方式及延長(zhǎng)使用壽命的分析研究,推出了擁有六道 密封的改進(jìn)型軸端密封,使軸端密封的使用壽命由5-7萬(wàn)罐次提高到10-15萬(wàn)罐次,并指出今后 通過(guò)提高材料的耐磨性及加工工藝,繼續(xù)提高軸端密封的使用壽命。

攪拌機(jī);軸端密封;定動(dòng)間隙;軸端漏漿 〔摘 要〕 〔關(guān)鍵詞〕 圖1 早期組合式軸端密封結(jié)構(gòu)圖 1-支撐軸承組件;2-轉(zhuǎn)環(huán)轂;3-攪拌軸;4-J型油封;5- 滑環(huán)轂;6-浮動(dòng)密封環(huán);7-擋圈;8-蓋板;9-油杯;10- 密封圈;11-注油組件 維修改造 Maintenance & Alteration 78 2009(12) ConSTRUCTION MECHANIZATION 作用,這也是主密封。第二道是浮動(dòng)密封環(huán)的密 封作用,控制轉(zhuǎn)環(huán)轂與滑環(huán)轂之間的間隙在規(guī)定 的范圍內(nèi),成對(duì)使用。在裝配時(shí)O型密封圈受到 軸向壓縮產(chǎn)生變形,因而在兩環(huán)之間產(chǎn)生一定壓 力,兩環(huán)端面緊密貼合形成密封。同時(shí),浮動(dòng)密 封環(huán)在定動(dòng)間隙中形成一定空腔,以儲(chǔ)存潤(rùn)滑油。 第三道是J型密封的密封作用,其主要作用是防 止浮動(dòng)密封環(huán)內(nèi)腔的潤(rùn)滑油向外泄漏。 由此可以看出,定動(dòng)間隙和潤(rùn)滑油是軸端密 封的關(guān)鍵點(diǎn)??紤]到加工、裝配的具體情況,一 般定動(dòng)間隙設(shè)計(jì)為0?5mm。潤(rùn)滑油是一種流體, 依賴其固態(tài)特性阻礙泥漿的進(jìn)入。一般選用00號(hào) 或0號(hào)鋰基潤(rùn)滑脂。

1.2 軸端密封被破壞的方式 在加工與裝配中,保證均勻0?5mm的定動(dòng)間 隙有一定難度,所以定動(dòng)間隙內(nèi)的潤(rùn)滑油在縫隙 各處產(chǎn)生的阻力也不相等。攪拌機(jī)工作時(shí),殼體 內(nèi)的泥漿因砼本身重力與攪拌葉片的擠壓在軸端 產(chǎn)生一定壓力,當(dāng)此壓力大于潤(rùn)滑油在攪拌軸與 蓋板之間的定動(dòng)間隙上產(chǎn)生的最小阻力時(shí),泥漿 會(huì)進(jìn)入此間隙,泥漿中的固體顆粒會(huì)對(duì)攪拌軸與 蓋板造成磨損;當(dāng)此間隙被不斷的擴(kuò)大并被泥漿 充滿時(shí),泥漿就會(huì)因同樣的原因進(jìn)入蓋板與擋圈 之間的間隙,進(jìn)而進(jìn)入定動(dòng)間隙中的空腔,直至 破壞J型油封并從此處向滑環(huán)轂外溢出,這樣就 出現(xiàn)了軸端漏漿。另外,使用前或使用中忘了向 軸端密封內(nèi)泵油,軸端密封也容易被破壞。

1.3 延長(zhǎng)軸端密封時(shí)間的方法 由前述可知,解決漏漿有2種方法:①不斷 地供油,不斷產(chǎn)生高于泥漿的壓力,使泥漿無(wú)法 進(jìn)入,但不斷地供油,不僅油量消耗太大,而且 太多的潤(rùn)滑油進(jìn)入砼也會(huì)影響砼質(zhì)量;②縮小定 動(dòng)間隙,小到泥漿的顆粒無(wú)法通過(guò),這樣的軸端 密封造價(jià)昂貴,一般的加工能力無(wú)法實(shí)現(xiàn)。而圖 1結(jié)構(gòu)形式較為簡(jiǎn)單,制作上較易實(shí)現(xiàn),雖有前述 的一些不足,但在制作與使用中作適當(dāng)控制,使 用效果尚可,這種結(jié)構(gòu)一般使用在較小方量的攪 拌機(jī)上,因每罐次的砼量較少,泥漿的壓力也會(huì) 較小,突破定動(dòng)間隙的機(jī)會(huì)也會(huì)少一些,自然就 會(huì)延長(zhǎng)軸端密封的使用時(shí)間。 2 近期攪拌機(jī)的軸端密封 2.1 密封原理 圖2為近期組合式軸端密封結(jié)構(gòu)圖,也稱閉 式密封。在定動(dòng)間隙間設(shè)計(jì)一耐磨柔性元件黃膠, 通過(guò)黃膠固定鋼架將其固定在軸頭外殼上,鎖軸 器固定圈通過(guò)斜面張緊將鎖軸器主體壓緊在攪拌 軸上。黃膠與鎖軸器主體緊密接觸,使定動(dòng)間隙 在此處變?yōu)榱?。?cè)臂限位圈與軸頭保護(hù)圈A通過(guò) 螺栓組及緊定螺釘將其固定在攪拌軸上,對(duì)軸端 起著保護(hù)作用,可防止泥漿直接進(jìn)入軸頭保護(hù)圈 B與攪拌軸之間的間隙內(nèi)。 密封原理:第一道是在攪拌機(jī)工作前定動(dòng)間 隙各空間內(nèi)充滿的潤(rùn)滑油的密封作用和工作中通 過(guò)電動(dòng)泵以一定壓力自動(dòng)向定動(dòng)間隙潤(rùn)滑油口注 入潤(rùn)滑油,并通過(guò)黃膠與鎖軸器主體之間向殼體 內(nèi)側(cè)擠出,使定動(dòng)間隙內(nèi)一直充滿著潤(rùn)滑油。第 二道是黃膠與鎖軸器主體通過(guò)黃膠固定鋼架的壓 力形成零間隙的密封作用,也是主密封?在此處將 定動(dòng)間隙分成兩個(gè)部分。一部分由單向密封圈、 圖2 近期組合式軸端密封結(jié)構(gòu)圖 1-支撐軸承組件;2-骨架密封圈;3-浮動(dòng)密封環(huán);4-壓蓋; 5-軸頭外殼;6-鎖軸器主體;7-單向密封圈;8-鎖軸器固 定圈;9-黃膠;10-黃膠固定鋼架;11-側(cè)臂限位圈;12-緊 定螺絲;13-軸頭保護(hù)圈A;14-O型圈;15-攪拌軸;16-軸 頭保護(hù)圈B;17-固定螺桿 Maintenance & Alteration 維修改造 建筑機(jī)械化 2009(12) 79 鎖軸器主體、黃膠及軸頭外殼組成的密閉工作油 腔,形成閉式密封;一部分是開(kāi)式定動(dòng)間隙。第 三道是單向密封圈,防止?jié)櫥S膠、鎖軸器主體 的潤(rùn)滑油外泄。第四道是浮動(dòng)密封環(huán)的密封作用, 密封原理如前述。第五道是骨架密封圈,防止浮 動(dòng)密封環(huán)內(nèi)腔的潤(rùn)滑油向外泄漏。 這種密封較前一種方式有了很大改進(jìn):①增 加了軸頭保護(hù)圈B和側(cè)臂限位圈;②改變了主密 封的結(jié)構(gòu)形式,采用剛性材料銷軸器主體與柔性 材料黃膠之間的零間隙來(lái)實(shí)現(xiàn)密封,這也是此種 密封的關(guān)鍵點(diǎn);③改變了潤(rùn)滑油注入形式,改手 泵為自動(dòng)機(jī)泵,減少人為失誤造成損壞的幾率。 2.2 泥漿突破密封的方式 如前述泥漿首先進(jìn)入側(cè)臂限位圈與軸頭保護(hù) 圈之間的定動(dòng)間隙內(nèi),磨損這些定動(dòng)元件并擴(kuò)大 間隙。而后泥漿將繼續(xù)向軸頭保護(hù)圈B與攪拌軸 之間的定動(dòng)間隙內(nèi)滲入,直至主密封處。此時(shí),若 能較好地保持主密封之間的壓力和潤(rùn)滑油路能正 常工作,軸端密封將不會(huì)被突破,甚至軸頭保護(hù) 圈B與側(cè)臂限位圈從攪拌軸上脫落,攪拌軸被磨 損,軸端密封仍能正常使用。 當(dāng)黃膠被磨損或黃膠固定鋼架松動(dòng),黃膠與 鎖軸器主體之間的間隙增大,則泥漿就會(huì)進(jìn)入此 間隙,磨損這里的定動(dòng)元件。泥漿一旦突破主密 封,以后的幾道密封將難以阻止其繼續(xù)外泄,最 后損壞壓蓋上的骨架油封,出現(xiàn)軸端漏漿。 2.3 延長(zhǎng)軸端密封時(shí)間的措施 1)改進(jìn)輔助密封。軸頭保護(hù)圈B和側(cè)臂限位 圈因固定面相對(duì)較小,容易從攪拌軸上脫落,需 要改進(jìn)其結(jié)構(gòu),使其不易脫落,較好起到保護(hù)主 密封的作用。 2)經(jīng)常檢查主密封。主密封若能正常工作, 軸端密封將不會(huì)被突破。保持主密封正常工作的 關(guān)鍵:①保持對(duì)黃膠的壓緊,防止松動(dòng),造成與 鎖軸器主體之間的間隙變大;②保持潤(rùn)滑油不斷 從黃膠與銷軸器主體間的間隙向殼體內(nèi)擠出,保 持油路暢通。因此需要經(jīng)常檢查黃膠固定鋼架上 固定螺桿是否松動(dòng)和油路中是否有漏油之處。另 外工作結(jié)束沖洗完攪拌機(jī)殼體后,應(yīng)繼續(xù)泵送潤(rùn) 滑油至定動(dòng)間隙,直至潤(rùn)滑油向殼體內(nèi)側(cè)溢出。

3)提高潤(rùn)滑油的粘度。高粘度的潤(rùn)滑油在定 動(dòng)間隙內(nèi)阻力較大,使用自動(dòng)機(jī)泵,可以通過(guò)改 變泵的型式加以實(shí)現(xiàn)。 經(jīng)試驗(yàn),在制作、使用比較正常的情況下,這 種軸端密封可保持5萬(wàn)~7萬(wàn)罐次不漏漿,較前一 種方式有大幅度的提高。 3 改進(jìn)型攪拌機(jī)軸端密封 3.1 密封原理 與近期攪拌機(jī)軸端密封相比,在保留主密封 的情況下,對(duì)輔助密封進(jìn)行了較大改進(jìn)(圖3)。 1)增加了氣動(dòng)密封。在軸頭保護(hù)圈A的內(nèi)圓 加工一環(huán)形槽,與外接氣源相通,當(dāng)壓力氣體進(jìn) 入環(huán)形槽后與轉(zhuǎn)動(dòng)體?緊套在攪拌軸上的短軸套? 一起形成氣體密封環(huán)。氣體密封環(huán)的壓力可將侵 入的泥漿推出定動(dòng)間隙,將密封由之前的被動(dòng)阻 止泥漿改為主動(dòng)將泥漿推出。 2)增加防塵圈密封。阻止氣體進(jìn)入主密封, 使氣體只能有一個(gè)通道,即推出泥漿的方向。 3)改進(jìn)了定動(dòng)間隙的一些結(jié)構(gòu),提高定動(dòng)間 隙內(nèi)潤(rùn)滑油的密封效果:①加厚側(cè)臂限位圈,增 圖3 改進(jìn)型攪拌機(jī)軸端密封結(jié)構(gòu)圖 1-支撐軸承組件;2-骨架密封圈;3-壓蓋;4-鎖軸器主 體;5-單向密封圈;6-鎖軸器固定圈;7-黃膠固定鋼架; 8-黃膠;9-壓板;10-防塵圈;11-短軸套;12-O型圈; 13-軸頭密封蓋;14-側(cè)臂限位圈;15-軸頭保護(hù)圈A;16- 軸頭外殼;17-攪拌軸 維修改造 Maintenance & Alteration 80 2009(12) ConSTRUCTION MECHANIZATION 大與攪拌軸的接觸面積,提高其緊固的可靠性; ②縮小固定攪拌葉片的臂座與攪拌機(jī)殼體內(nèi)側(cè)耐 磨襯板之間的間隙,安裝后又將側(cè)臂限位圈包圍 在臂座之中,從而較好地保護(hù)軸頭保護(hù)圈A與側(cè) 臂限位圈的作用,使泥漿不致直接進(jìn)入軸頭保護(hù) 圈A與短軸套的定動(dòng)間隙。 4)取消浮動(dòng)密封環(huán)的密封。經(jīng)分析,浮動(dòng)密 封環(huán)在此處密封作用已經(jīng)很小。 5)更換潤(rùn)滑油泵型式,提高潤(rùn)滑油的粘度, 增大潤(rùn)滑油在定動(dòng)間隙內(nèi)的阻力。在這里可選2 號(hào)鋰基潤(rùn)滑脂。 從上述分析可知,改進(jìn)后的軸端密封共有六 道。第一道是軸頭保護(hù)圈A與側(cè)臂限位圈之間定 動(dòng)間隙內(nèi)潤(rùn)滑油的密封作用。第二道是氣動(dòng)密封 環(huán)的密封作用。第三道是防塵圈的密封作用。第 四道是黃膠與鎖軸器主體之間的密封,也是主密 封,在此處將定動(dòng)間隙分成兩個(gè)部分(如前所述)。 第五道是單向密封圈。第六道是骨架密封圈。 3.2 泥漿突破密封的方式 后兩種組合式閉式軸端密封主要是用在較大 的攪拌機(jī)上。因攪拌機(jī)體積較大,加工有一定困 難,所以殼體兩端固定軸端密封的端面法蘭的同 軸度和端面與軸心的垂直度保證起來(lái)也有困難。 這樣,會(huì)導(dǎo)致定動(dòng)間隙的不均勻,這種不均勻會(huì) 對(duì)潤(rùn)滑油的密封、氣動(dòng)密封以及黃膠與鎖軸器之 間的密封造成影響,泥漿也會(huì)因此更易突破密封。 實(shí)際上,改進(jìn)后的結(jié)構(gòu)在大幅度延長(zhǎng)密封時(shí) 間的同時(shí),若不及時(shí)進(jìn)行維護(hù),最終仍會(huì)出現(xiàn)軸 端漏漿。首先,因不均勻的定動(dòng)間隙,減小了氣 動(dòng)密封與潤(rùn)滑油密封效果。其次,定動(dòng)元件在使 用中有磨損,間隙會(huì)變大,而泥漿在攪拌機(jī)的綜 合作用以及砼的重力作用下,受力非常復(fù)雜,遲 早都會(huì)進(jìn)入定動(dòng)間隙,堵塞氣孔,威脅著主密封。 再次,主密封仍會(huì)因前述原因被泥漿突破,并最 終出現(xiàn)軸端漏漿。 經(jīng)試驗(yàn),正常情況下,改進(jìn)型軸端密封可保 持10萬(wàn)~15萬(wàn)罐次不漏漿,較前一種方式有更大 幅度提高。 3.3 避免軸端漏漿的措施 從技術(shù)角度而言,軸端密封已有較大改進(jìn); 從工藝角度上來(lái)說(shuō),仍有提高余地,即提高端面 法蘭的加工精度,但也應(yīng)考慮性價(jià)比。從使用角 度而言,也可通過(guò)進(jìn)行維護(hù)、保養(yǎng),及時(shí)調(diào)整定 動(dòng)間隙,更換密封件以避免軸端漏漿的出現(xiàn),減 少因漏漿后損壞大量定動(dòng)元件而付出的維修費(fèi)用。 以上是對(duì)攪拌機(jī)軸端密封改進(jìn)歷程及工作原 理等的分析,隨著技術(shù)、工藝、材料的不斷發(fā)展, 軸端密封還會(huì)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。通過(guò)提高材料的耐 磨性及加工工藝等,減小定動(dòng)間隙,簡(jiǎn)化軸端結(jié) 構(gòu),保持甚至提高密封性能,而使維修更方便,更 簡(jiǎn)單,使用、維護(hù)更經(jīng)濟(jì)。 [參考文獻(xiàn)] 〔1〕錢(qián)衛(wèi)華.混凝土攪拌機(jī)軸端密封漏漿故障的分析和排

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發(fā)布:2007-08-14 10:46    編輯:泛普軟件 · xiaona    [打印此頁(yè)]    [關(guān)閉]
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