高線吐絲（sī）機油封改進設計

2012-07-11

作者：徐紀成
（江陰華西鋼鐵公司高線廠）
　　摘　要：分（fèn）析了吐絲機稀油站濾芯壓（yā）差報警的原因，采取增加（jiā）壓環鍍層厚度（dù）、將骨（gǔ）架油封改為雙唇結（jié）構、改進骨架油封尺寸和材料的措施後，解決了問題。
　　關鍵詞：密封；吐絲機；結構；材料
　　1　前言
　　江陰華西鋼鐵公司高線廠在生產中曾發生吐絲機稀油站因（yīn）濾芯壓（yā）差非正（zhèng）常變大而報警的問題：吐（tǔ）絲機與精軋機共用一個稀油站，生產中該稀油站一直工作正常，突然，稀油站的濾芯壓差（chà）快速（sù）增大，然後油站報警，更換一（yī）組新濾芯後，一天內也（yě）很快達到報警壓差值。經檢查，發（fā）現吐絲機機箱內底部有一層黑色鐵屑（xiè）。將吐（tǔ）絲機下線維修（xiū）發現，兩個骨架油（yóu）封已壞，更換後重新上機，不久又出現同樣（yàng）問題。給生產帶來較大影響。
　　2　故障原（yuán）因分析
　　吐絲機的油封由2部分組成（見圖1）：一是裝在法蘭套（tào）上的V型端封與壓（yā）環之間組成的密封；二是裝在（zài）法（fǎ）蘭套上的2個骨架油封與壓環之間組成的密（mì）封。壓環壓住軸承的內圈並隨空心軸一起作高速（sù）運轉，這兩（liǎng）處的密封件均緊密配裝在法蘭套上，屬動密封。
　　線材在穿過吐絲機的引導套、法蘭套、空心軸、吐絲管等零（líng）部件的過程中會被剝落大量的氧化鐵皮。為此，在吐絲（sī）機（jī）入口端設計有壓縮空氣的（de）接口，利用（yòng）壓縮空氣將（jiāng）氧化鐵皮吹掃掉，但由於吐（tǔ）絲機（jī）內部有間隙存在，部分壓縮空氣（qì）會沿著圖1中箭頭的方向反（fǎn）向吹回（見圖1中局部放大圖）。圖1中，壓環的內徑尺寸為Φ110E9mm，而法（fǎ）蘭套上該配合（hé）部分的尺寸為Φ109h11mm，二者之間有1.072～1.379mm的配合間隙，被反向壓縮空氣帶回的鐵屑會通過該間隙一直吹到（dào）骨架油封處，如果（guǒ）該處的骨架油封失（shī）效（幾次事故後（hòu）的檢查表明，V型端封均完好（hǎo），而（ér）骨（gǔ）架油封發生失效），鐵屑就會隨著該處軸承的回油流向吐絲機機箱內，Z後流入稀油（yóu）站。骨架（jià）油封的失效是由於骨架油封與（yǔ）壓環間存在相對（duì）高速轉（zhuǎn）動，導致壓環摩擦出較深的溝槽，或者導（dǎo）致骨架油封燒損、變形等，從而造成該處密封失效。從骨架油封的結構、材料和裝配方麵（miàn）分析，主要有3個原因造（zào）成其非正常失效：一是（shì）壓環上（shàng）Cr2O3鍍層太薄，鍍層結構設計不合理。二是骨架（jià）油封的材料、設計尺（chǐ）寸、結構等不合理；三是裝配不正確（què）。
　　3　改進（jìn）措施   
　　3.1 壓環的（de）改進      
　　原（yuán）設計壓環的鍍層厚為（wéi）0.10mm，直接鍍在壓環表麵，鍍層既薄又易脫落，極易造成壓環被磨出溝槽及骨架油封的燒損。據此對壓環鍍層的結（jié）構作了改進（jìn），如圖2所示。壓環電鍍前，先在壓環的鍍層位置車出一個0.50mm深的溝槽，然後再鍍Cr2O3，鍍好後再精磨外圓麵。這樣能使鍍層較厚，工作時始終是Cr2O3鍍層（céng）與骨架油封摩擦，同時在壓環精磨外圓麵時又不會引起鍍層的脫落，效果很好。 
　　3.2骨架（jià）油封的改進   
　　針對骨架油封在尺寸、結構和材料方麵存在的問題，進行了3項（xiàng）改進：
　　（1）尺寸。骨架油封原尺寸為Φ130mm×Φ160mm×15mm，而與骨架（jià）油封相配合的壓（yā）環尺寸為（wéi）Φ130-0.063mm，骨架油封與壓環間沒有一（yī）定的（de）唇口過盈量，因此（cǐ）在使用一段時間後容易（yì）失效。為（wéi）此，將骨架油封的內徑（jìng）設計為Φ128mm，使骨架（jià）油封有了2mm的唇口過盈量(在未裝彈簧的自由狀態下)。
　　（2）結構。一（yī）方麵將骨架油封改（gǎi）成帶1個副唇的結構，以增加密封效果，見圖3；另一方麵，稍微增大彈簧在自由狀態下的長（zhǎng）度，使其比骨（gǔ）架（jià）油封的內徑（jìng）略大，即彈簧在骨架油（yóu）封未（wèi）與壓環配合時處於相對較鬆的狀態，而工作時彈簧恰好被拉長2％～3%，選用Φ0.5mm簧絲，彈簧中徑為（wéi）Φ2.0mm，以保證彈簧具有合適的硬度。
　　（3）材（cái）料。將原來的丁晴膠改成氟膠，以改善其耐高速和耐高（gāo）溫性。
　　3.3密封部分的裝配（pèi）
　　裝配時須將壓環的（de）偏心量控製（zhì）在0.10mm以內，以保證壓環與空心軸的同軸（zhóu）度。另外，骨架油封（fēng）與壓環裝配時，要邊轉動吐（tǔ）絲頭，邊將骨架油（yóu）封均勻（yún）地壓（yā）至壓環上（shàng），以免損傷骨架油封。
　　4　結（jié）語
　　采用上（shàng）述措施後，壓環（huán）的壽命有較大提高，而且可二次使（shǐ）用；密封件基本使用1年左右；稀油站的濾芯壽命達到了（le）正常值，降低（dī）了備件消耗，取得了很好的經濟（jì）效益（yì）。

來源：《軋鋼》　2007年01期
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