减速器轴端密封结构的改进

石文新

（新疆八钢南疆钢铁拜城有限公司轧钢厂 新疆拜城）

一、减速器传统轴端密封结构分析

1.减速器轴端传统密封结构特点

（1）毛毡圈。紧凑的安装尺寸和要求不高的拆装技术，较快的磨损速度和较低的轴线速度，同时具备安装更换方便和使用期限短的特点，故在目前的减速器轴端密封结构设计中不再提倡使用。

（2）骨架油封。在弹簧圈箍筋的作用下，产生适当的轴径向力，同时配合唇口磨损的自动补偿能力，确保唇口密封性能良好。作为一种接触密封设计，不仅安装结构简单、密封性好，还可以在一定程度上适应轴径偏心和设备振动，但在表面硬度、粗糙度以及油封孔槽和轴径尺寸精度方面有着很高的要求，加之受设备运行环境、润滑油油质和黏度等因素的影响，容易降低其密封效果，缩短使用寿命。

（3）间隙节流沟槽。该密封形式在减速器低速运行条件下可发挥良好效用，而且基于曲折间隙节流的非接触式密封，既便于日常保养，也具有较长的工作寿命，但单独应用于减速器轴端密封结构中难以取得理想效果，故一般是作为一种密封辅助手段使用。

（4）甩油环。一种动力式密封形式，适用于高速运转状态的减速器，随着转动速度的降低密封性能减弱，减速器停止运行时完全失去密封功能。

二、减速器轴端密封结构改进

1.密封结构的改进要求

减速器的运行环境一般较为复杂恶劣，在改进其轴端密封结构时，不能只考虑防止润滑油渗漏而影响其他部位的功能和性能，需要综合考虑，遵守相应的改进要求。如为避免减速器中进入粉尘造成润滑油污染而出现轴承与齿轮磨损严重，或者粉尘聚积在回油通道中影响润滑油正常回流和润滑效果，改进后的密封结构必须具备防尘作用；同时为实现减速器轴承与齿轮润滑良好无润滑油渗漏，必须采取行之有效的改进措施，防止润滑不充分下的轴承发热、齿轮点蚀以及过度磨损等问题，进而满足设备高负荷、大功率的工作要求。设计时可适当改进回油槽的深度和宽度，在保证壳体强度的同时，适当增大回油槽通流截面，实现顺畅的润滑油回流；尽量将减速器轴端密封结构中的密封间隙保持在0.2～0.3 mm，并分别对每个密封部位加以完善，以此获取洁净的润滑油和良好的润滑、密封效果。

2.密封结构改进措施

（1）ZQA型圆柱齿轮减速器中端盖嵌入式密封结构的改进。该结构借助丝母实现对减速器轴承之间窜动间隙的调节，便于快速检修，可是它紧凑的安装结构致使难以再添加适当的密封结构。因此在轴承和嵌盖外围增设了恰当的调整垫，将它改进为固定式间隙，其中基于合理计算的迷宫密封形式可以起到理想的密封效果，辅以规范装配和吊装，就可以获得合理的窜动间隙，实现封严不漏，防止粉尘进入或润滑油渗漏，见图1。

（2）ZQA型圆柱齿轮减速器中端盖压入式密封结构的改进。该密封形式是骨架油封、甩油环和螺旋密封的组合结构，若减速器运行环境中含有较少的粉尘，还可以采用间隙节流沟槽。既当减速器处于运行状态时会形成飞溅润滑，此时壳壁与甩油环间隙负责控制轴承润滑油的供给量。当润滑油流经轴承后，一部分会沿空腔流回油池，一部分则会受油流和离心力作用进入端盖内控缝隙，在螺旋反推力作用下流回油池。若减速器停止运行，少量油液会因螺旋密封失效流经螺旋，在端盖内部回油槽的作用下回流至油池，进而发挥理想的密封作用，而透盖外部的油封则会有效控制粉尘进入，满足防尘防漏的双重要求。该结构中的螺旋式密封形式是对前述改进措施中迷宫结构的代替，见图2。

（3）KMPP立磨行星减速器。分别对高速和低速轴端密封结构加以改进，建议在高速轴端结合密封失效原因选用以非接触机械密封为主要密封结构，既可在挡油环的作用下避免润滑油流至输入端外侧，也可在重力作用下促使低点处的润滑油流回箱体内，防止漏油。低速轴端密封结构的改进：以法兰加密封环替代输出法兰形成第一道密封；设置回油通孔使密封槽中溢入的润滑油流回箱体成为第二道密封；经注油杯将润滑干油脂打入并注满回油槽成为第三道密封；最后使用碳素纤维盘根用于防内油、阻外尘成为第四道密封。

图1 迷宫式密封结构

此外，针对转速较快、存在内外压差及润滑不良的减速器轴端密封结构，可采用高耐用、高性能、新型的旋转轴油封替代传统的唇形密封；针对有箱体内压、转速高的减速器轴端密封结构，可选择轴向油封用于密封轴承端面，以提高密封效果；针对箱体存在内外压力、摩擦压力小且大端朝向箱外的减速器，轴端密封还可以使用V形密封结构，即将新型的弹性橡胶圈装设在转轴中，转动时密封油液和粉尘。

图2 螺旋式密封结构

3.密封结构的检修维护

润滑油渗漏对减速器运行效率和质量影响重大，在改进其轴端密封结构的过程中，应做好检修和维护工作。如在安装减速器时，尽量为其齿轮两侧中的轴承空腔涂抹少许润滑脂，以防润滑脂随着减速器运转而被甩出，造成回油槽堵塞；在为减速器加设润滑油时，除了确保油质、黏度可靠外，更应严格控制用量，一般以其浸没两个末级齿轮齿高为宜；防尘结构最好使用双唇油封，并在安装前为主唇和防尘唇涂抹二硫化钼等润滑脂，以便提高其降温和润滑效果，强化密封粉尘效用；此外，还应对减速器轴端密封结构改进所涉及零部件的加工质量和实际性能加以科学检验，保障改进结构的密封效果。

防止减速器发生润滑油渗漏，提高整体性能和效用的关键就是将轴端密封结构缺陷作为切入点，在确保相关零部件加工精度的前提下，根据实际要求进行科学的改进和合理的优化，以此提高密封结构的可靠性，有效避免齿轮发生过度磨损，延长轴承使用寿命，进而保证减速器安全、高效运行。