卷取机减速箱稀油润滑系统的改进设计*

谢　勇

(中冶南方工程技术有限公司，湖北 武汉　430073)



卷取机减速箱稀油润滑系统的改进设计*

谢勇

(中冶南方工程技术有限公司，湖北 武汉430073)

对某机组卷取机减速箱产生润滑油泄露的原因进行了全面分析和总结，改进设计了密封结构和稀油润滑系统，解决了稀油润滑减速箱漏油的问题。

卷取机； 减速箱； 润滑； 密封

引言

卷取机是将产品卷曲成卷的机械设备,在很多行业都有应用。就复杂程度而言，冶金行业的钢板卷取机具有代表性。卷取机驱动一般来自电力、流体等。一般情况下，卷取机核心构成设备有：卷筒(卷轴)、辅助卷取设备(辅助成型设备)、助卷辊(成形辊)等。在产品卷取过程中，产品主要在卷轴上成型，卷轴一般由电机拖动，卷筒减速箱采用稀油集中润滑系统，以保障设备性能完好。

1　运行中出现的问题

本机组为宝钢公司某连续机组，2011年初投产，运行半年后出现稀油泄露，更换同类密封后效果不明显，造成环境污染严重，润滑油消耗过大，维护费用过高。

2　泄露原因分析及处理措施

泄露发生的原因主要是两位置存在压力差，并有通道，从而形成泄露。具体分析如下：按流体力学中基本公式，伯努利方程理论: 任何流体从A 点运动到B 点, 如果没有外力作用, 都是由于压力差的作用( 含动压、静压和势能) 。唇形密封也一样, 只要保证密封两侧压力平衡,不论间隙大小、长短, 都不会漏油。

本减速箱之所以漏油, 是由于箱内压力大于箱外压力。减速箱内润滑油的力来自于旋转主轴带动浸泡在润滑油中的齿轮旋转及之后产生的润滑油飞溅。油位的高低、各部件的形状、润滑油的温升等各种复杂的因素, 使得准确分析运行过程中每一点的受力情况十分困难，但是，最终是形成了一个外推力的作用, 使得润滑油沿主轴漏到减速箱外。如果能有一个外力作用在润滑油上,平衡掉原减速箱内的外推力, 就不会漏油了，或者减少减速箱内的压力，也可以达到这个效果。

产生漏油的过程: 集中润滑系统将油喷入轴承内，回流较慢，造成油积聚在滚动轴承内，压力增大，致使箱体内压力大于外界压力，产生润滑油的泄漏。

具体可能产生泄漏的原因及处理措施分析如下：

(1) 卷取机卷筒轴本体机加工精度不够 ： 提高轴的加工精度，保证同轴度，或选用较柔的密封件或其他材料密封；

(2) 装配不良 ：正确安装密封圈，勿反装或错位；

(3) 唇边压力不足(油封) ： 校核密封尺寸正确与否，弹簧是否正常工作；

(4) 密封唇开裂 ： 可能是由于轴表面粗糙，使用的密封材料不正确或速度过快、温度过高等原因造成；

(5) 密封圈损坏或磨损：更换密封圈并提高密封圈耐磨性；

(6) 压力过高 ：将集中润滑系统供油量减少，或更换密封型号；

(7) 温度过高 ：根据工作条件配用型号更为适合的密封。

3　改进设计

综合多方面因素及现场检查，决定从密封形式和润滑系统上进行改进。

3.1更换密封

将原用的唇形密封更换为ProTech轴承隔离器形式的密封，该密封类似机械密封原理，分动、静环，动环与轴通过O形圈密封，静环与端盖通过O形圈密封，动、静环面的结合通过特殊材质贴合，密封效果较好，改进前后密封结构如图1所示。

图1　改进前后密封结构

3.2优化润滑系统

集中润滑系统具有明显的优点，因为压力供油有足够的供量，因此可保证数量众多、分布较广的润滑点及时得到润滑，同时将磨擦副产生的磨擦热带走；磨擦表面的金属磨粒等机械杂质，随着油的流动和循环被带走并冲洗干净，达到润滑良好、减轻磨擦、降低磨损和减少易损件的消耗、减少功率消耗、延长设备使用寿命的目的。

但是集中润滑系统的维护管理比较复杂，调整也比较困难。每一环节出现问题都可能造成整个润滑系统的失灵，甚至停产。所以还要在今后的生产

实践中不断加以改进。在整个润滑系统中，安装了多种润滑设备及装置，多种控制装置和仪表，以调节和控制润滑系统中的流量、压力、温度、杂质滤清等，使设备润滑更为合理 。

集中润滑系统设计步骤如下：

1) 围绕润滑系统设计要求、工况和环境条件，收集必要的参数，确定润滑系统的方案。

2) 计算各润滑点所需润滑油的总消耗量。计算所润滑的各摩擦副在工作时克服摩擦所消耗的功率和总效率，以便计算出带走摩擦副在运转中产生的热量所需的油量，再加上润滑油膜，达到流体润滑所需的油量，即为润滑油的总消耗量。

3) 计算及选择润滑泵。

4) 确定定量分配系统。

5) 油箱的设计及选择。油箱除了要容纳设备运转时所必需储存的油量以外， 还必须考虑分离及沉积油液中的固体和液体沉淀污物以及消除泡沫、散热和冷却等因素，须保证达到循环油在油箱内停留一定时间所需容积。此外，还必须留有一定的裕度，以使系统中的油回到油箱时不致溢出。

按照上述步骤进行设计计算，得到本机组润滑油需要量如下：

闭式齿轮传动循环润滑给油量

Q=0.45B=0.45×24=10.8L/min;

单个滚动轴承循环润滑给油量

Q=0.075DB=0.075 ×38×13.5=37g/h。

共需要流量Q≈11 L/min。

根据以上计算，采取的解决方案为将润滑油流量调小，将原有流量设置改为30 L/min，并增加油管支路的油流指示器和节流阀，保证每一个管路畅通，改进前后稀油润滑原理图如图2和图3所示。

图2　改造前稀油润滑原理图

图3　改造后稀油润滑原理图

4　结束语

经过减速箱密封结构及稀油集中润滑系统的改进设计，解决了稀油润滑减速箱漏油的问题,改善了卷取机现场周围的环境，确保卷取机安全、稳定的运行，提高了生产效率，降低了运营成本。

[1]成大先．机械设计手册 [M]．第4版，北京：化学工业出版社，2007．

[2]胡邦喜．设备润滑基础[M]．北京：冶金工业出版社，2002．

[3]刘后桂．密封技术[M]．长沙：湖南科学技术出版社，1983．

2015-10-28

谢勇(1981—)，男，硕士。电话：(021)36213909-812;E-mail:08319@wisdri.com

TG333.2+4； TH117.2