一种新型离心鼓风机轴承座密封装置

所属栏目:机械论文 发布日期:2011-01-28 15:16 热度:

  摘要:本文首先介绍了离心鼓风机漏油情况,详细分析了泄漏原因,然后简要介绍了一种我厂自行设计的简单有效的密封方式。
  
  关键词:离心鼓风机,漏油,密封
  1、前言
  离心鼓风机作为一种常用的风冷设备广泛应用于冶金行业。作为我厂数台带式冷却机、环式冷却机等大型设备系统的主要职能机器,为我厂几十年的生产畅行发挥了巨大的作用。然而,离心鼓风机的辉煌之下却隐藏着一个无伤大雅但久治不愈的弊病。这个弊病就是轴承座两端通盖处存在润滑油泄漏。如图<一>和图<二>所示,该情况普遍存在于我厂二十余台不同厂家生产的各种型号的鼓风机上,严重的如浪花飞溅,一般的似荷叶滴水,轻微的宛若渗汗,偶尔也有挂漏和阴漏现象。使用已久的旧鼓风机如此,新近投产的也未能幸免。
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  2、泄漏原因分析
  长期以来,通风机漏油问题一直困扰我厂,虽曾仔细检查但找不到原因,也找不到解决良方。由于油液的微少泄漏并不会造成鼓风机运行不稳定,更不会影响正常生产,也不会构成较大的浪费和环境污染,因此,对于鼓风机漏油故障的处理我们通常采取更换油封圈的方法,该方法简单易实现,缺点是耗时费力而且不能解决根本问题,不到两三周漏油现象又会重登舞台。
  近年来,随着设备管理要求的不断提升,该问题凸显成为横在我厂消灭跑偏滴漏现象征途上的首要难题。为了解决该问题,我厂先后尝试使用了各种各样的密封件来替代原装的羊毛毡,如O型圈、骨架油封、剖分式油封,均未取得理想的防漏效果。综合不同设备的润滑油液泄漏现象,我们进行了反复的对比分析,得出了泄漏原因。
  众所周知,油封对流动性良好的润滑油的密封作用,是靠油封圈的唇口与轴直接接触,在油腔侧和大气侧之间形成的一层油膜实现的。密封效果取决于唇口面的波度与接触密封部分的压力分布,以及密封装置与轴的同心度误差大小。当油封圈使用一定时间后便会发生泄漏,泄漏是由油封圈与轴之间产生缝隙导致的。具体有三种可能:其一、因为唇口过量磨损而导致油封失效,产生较大的缝隙,这种情况最普遍,通常表现为滴漏;其二、轴弯曲变形,我厂鼓风机都是单支撑式,轴相对容易弯曲变形,从而产生局部微小缺口,另外振动也比较大,会瞬间产生无规则的细微缝隙,通常表现为渗漏;其三、如图<三>所示,油封圈与轴不同心,由于端盖螺丝孔在加工时存在误差,端盖在安装时也同样存在误差,严重时造成局部压迫引起油封细微形变,未受挤压的另一端的径向收缩力偏小,通常前期表现为挂漏不久后即转变成滴漏。
  究其根本原因,在于轴的高速运转。由于鼓风机的输入转速未经减速机变速,因此速度通常达1000转/分钟。于是轴承座内的轴承的内圈、保持架、滚动体也以同等速度高速旋转,他们在旋转的过程中将润滑油不断的甩向空间各处,好像行驶中的轮船的叶轮激起水花一样。甩出去的微小油滴便带有了较高的速度和一定的冲击力,大部分油滴打在油封圈上,还有一小部分油滴直接从细小缝隙中逃脱,因为冲击力远大于表面张力,无法形成油膜密封层。油滴在逃脱过程中受阻减速,慢慢流出形成泄漏。
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  3、一种新型密封装置
  经过多次改造失败后,我们意识到如果彻底改变密封方式,重新设计一套组合密封装置,或许可以解决问题。
  图<四>阴影部分所示密封装置为我厂设计的鼓风机轴承座密封方式的模型,该装置前半部分为迷宫式端盖,后半部分空腔3内可安装两个J型油封。该密封装置的特点是结构简单,可自行加工制造,成本低廉,而且不易损坏,使用寿命非常长。经过三台泄漏最严重的鼓风机一年的试用,防漏效果显著。
  经过改造后,由于迷宫盖与轴之间的间隙很小,轴承座内四处飞溅的油液绝大部分便被挡在迷宫盖的第一道环外,顺着壁流回轴承座底部,只有很少一部分,会顺着轴流进迷宫盖里面。之后,其中一部分会被轴高速甩进迷宫盖凹槽,被迷宫盖的第二道环挡住,迷宫盖的凹槽底部设计有回油孔,巧妙地避免了油液的囤积。经过迷宫盖的重重阻挡和及时回油,成功消除了油滴直接从接触面细小缝隙中逃脱的情况,而且进入密封装置的油液的数量剧减,压力和冲击力降低至接近静止状态。然后微量油液进入油封圈位置,由于润滑油具有较大的粘性,在表面张力的作用下形成油膜密封层,可以有效防止无压力静态油液发生泄漏。至此我厂鼓风机轴承座漏油问题得以破解。

文章标题:一种新型离心鼓风机轴承座密封装置

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