王勇　徐鳴鶴　林再洪

摘　要：分析了高線軋機密封係統進水的原因，介紹了（le）一類（lèi）軸承座密封係統的改造方法。對冶金行業技術改造具有（yǒu）較強的借鑒價值。

關鍵詞：密封；線材軋機（jī）；軸承座（zuò）

近年來，國內（nèi）引進了多條高速線材軋機。為了降低成本，高線裝備中（zhōng）的主體部分預（yù）精軋機（jī）、精軋機是從國外引進，而初軋機和中軋機組是國內配套（tào）。筆者走訪過許多高線廠，發現（xiàn）立輥軋機的下軸承座漏油進水時有（yǒu）發生，燒軸承、甚至停產也經常出現。而高（gāo）速線材軋機生產線顯著的特點就是軋製的連續性和工作的高可靠性。顯然,這種漏油進水（shuǐ）的現象嚴重幹擾了正常的生產秩序，雖然廠家都很（hěn）重視,也采取很多辦法，比如：用機械密（mì）封代替（tì）橡膠密封或者使用磁力密封代替橡膠密封，甚至有廠家在軋（zhá）輥（gǔn）下（xià）端車出凹槽綁上傘狀尼龍布即“綁雨傘 ”的辦法來防（fáng）止水（shuǐ）進入軸承。但這些方法都存在許多問題，比如改造成本非常高(特別是磁力密封)，改（gǎi）造周期過長，而“綁雨傘 ”的辦法直（zhí）接影（yǐng）響到軋輥的強度（dù）。筆者認為軸承座進水的主要原因（yīn）是密封係統（tǒng）設計不合理，而並非橡膠密封不適用於這種工況條件。當然也不排除有密封件質量低劣、安裝方法錯誤等原因造成的泄漏。

一般（bān）情況下高線軋機初中軋軸承座密封工況條件（jiàn）是：轉速<25ｍ/s；溫度 <100℃；介質（zhì）是潤滑脂、潤滑油以及外界的冷卻水和氧化鐵皮；壓力0～0.05ＭAa。輥軋（zhá）機的下軸承座象漏（lòu）鬥形（xíng）狀，由於長期承受冷卻水、氧化鐵皮、水蒸氣等（děng）的衝刷（shuā）,很容易進水甚至氧化鐵皮（pí）等雜質，導（dǎo）致軸承磨（mó）損甚至燒軸承，增加了高線廠（chǎng）停機檢修時間以及設備（bèi）維修費用。西北某鋼鐵廠經常出現（xiàn）燒軸承這樣的惡劣（liè）情況。該廠（chǎng）初中軋是1～14機架（jià）,這些機架下軸（zhóu）承座的軸承壽命短的隻（zhī）有2個月，長的也不（bú）超過4個月。本文作者以該廠10～14機架軸承（chéng）座密（mì）封係統為例來說明改造過程。

1　存在的問題

如圖1所示，軋機機架軸承座密封係統（tǒng）是由一個內骨架單唇（chún）口（kǒu）油封(210ｍｍ×250ｍｍ×15ｍｍ)、一個（gè）標準水封(GVA2000)、一個迷宮密封（fēng）組成（chéng）。該係統低估（gū）了工況的惡劣程度，係統設計不夠嚴密合理，主要存在以下問題：

(1)油（yóu）封是靠密封唇口施（shī）加給軸以徑向力，從而起到密封作（zuò）用。普通單密封（fēng）唇口密（mì）封安裝是有方向性（xìng）的（de），隻能起到單向密封作用。圖1中的（de）油封唇口朝下，原設計的主要目（mù）的是防止軸（zhóu）承內的（de）潤滑脂外溢。但從軸承的實（shí）際使用情況來看，其主要作用應該是（shì）防止水進入軸承，因此筆者曾建議廠家改變安裝方向（xiàng），使油（yóu）封唇口向上安裝。從後來實際的使用情況（kuàng）來（lái）看也印（yìn）證了筆者的推測（cè），軸承的壽命有所提高，但是仍沒有達到廠家的實際使用要求。

(2)由於長期接觸水及水（shuǐ）蒸氣，與水封唇（chún）口的接觸麵因生鏽而不（bú）光滑，使（shǐ）水封使用效果和壽命大打折扣（kòu）。水封從它的結構特點上決定其密封性能不會很嚴（yán）密，它隻能將（jiāng）大（dà）部分水甩（shuǎi）出而不能完（wán）全防止水進入軸承，另外水封唇口向下安裝的設計在這種工況（kuàng）條件下也不合理。

(3)迷宮密封是利用流體流經迷宮式曲（qǔ）折通道的節（jiē）流間隙與膨脹空腔（qiāng），使（shǐ）工作介（jiè）質產生節流效應，以（yǐ）限製流體泄漏的（de）非接觸式密封。迷宮密封主要用於氣體介質，需（xū）要密封（fēng）的兩個腔體間具有壓力差。由於軋製用的冷卻水（shuǐ）所在的外部和（hé）軸承內部幾乎沒有壓力差,密封（fēng）的介（jiè）質主要是水，因此在這種情況下迷宮密封並（bìng）不適用。另外，迷宮密封對（duì）加（jiā）工精度、迷宮形狀、迷宮長度都有較高的要求，因（yīn）此采用迷宮密封也會增加生產成本。

(4)從（cóng）外界侵（qīn）入的水被水封、油封（fēng）阻攔後堆積在密封腔內被迷宮密封（fēng）阻攔無法（fǎ）及時排出，必然會逐步滲入軸（zhóu）承內（nèi）。

2　改進措施（shī）

圖2是改造後的下（xià）軸承（chéng）座的密封係統（tǒng），該係統是由2個內骨架雙唇口油封(210ｍｍ ×250ｍｍ×15ｍｍ)同向安裝（zhuāng）、1個窄斷麵非標水封(GVA2500)組成。該密封係統有以下特點：

(1)原迷宮環上保留有一個（gè）金屬的凸出板，將有效阻止水、氧化鐵皮等對密（mì）封係統的直接衝（chōng）擊，從而起到保護主密封（fēng）係統的作用（yòng）。

(2)水封是（shì）第二道防線，密（mì）封唇口向上（shàng），安（ān）裝時注意在（zài）唇口（kǒu）滑動（dòng）麵上塗覆薄層潤滑脂。水封起到“粗密封”的作用，它能夠把大（dà）部分水及其它雜質甩出。

(3)同向安裝的兩個油封起到“精密封（fēng）”的作（zuò）用，防止侵入的少量水及雜質繼續侵入軸承。

(4)排（pái）水口的設計有利於把侵入密封腔（qiāng）內的水及時排出。需要指（zhǐ）出的是排水口必須向（xiàng）下傾斜以防止外界的（de）水（shuǐ）從（cóng）排水口直接侵入?

(5)油封使用雙唇結構(如圖（tú）3所示)，副唇口可以起到防止（zhǐ）潤滑油外泄的作用（yòng），主副密封（fēng）唇口之間可以存儲少量潤滑脂，防止密封唇口出現幹摩擦。

(6)由於除去迷宮密封（fēng），端蓋（gài）及配合件的加工遠比改造前簡單、容（róng）易。

3　改造過（guò）程中注意事項

(1)密封件的製造過程中，油封水封材料選型以及配合（hé）時（shí）需要考慮的幾個方麵：

①良好的耐油、耐水性（xìng）是選材的前提；在介質老化過程中，體積（jī）變化、強度變化、伸長率變化、壓縮永久變形等性能應達到並超（chāo）過相應標準值。

②唇（chún）口部位恢複性及跟隨性要好，這就要求膠料具有良好的彈性。

③製品（pǐn）硫化成（chéng）型時，必須考慮到（dào）膠料焦燒期、流動性，以降低（dī）廢品率，提高產品外觀質量及整體質量。

④材料的耐磨性。產品長時間高速旋轉，唇口部位磨損相當嚴（yán）重，提高膠料耐磨性可以延長產（chǎn）品壽命。

⑤材料選擇和膠料的配（pèi）方設計，還應該使膠料具有良好的綜合（hé）性能。

(2)密封（fēng）件的安裝過程中應當保護好密封件的唇口(工作麵)，防止安裝時劃傷；另外要防止安裝時造（zào）成油封變形翹曲。安裝注意事項可以（yǐ）參考相關手（shǒu）冊或者谘詢密封件廠家。

(3)因（yīn）密封不能存儲在高溫熱源附近，而冶金（jīn）行業車間（jiān）存在高溫，且粉塵較多，因（yīn）此在使用密封之前不要打開原始包裝以防止粉塵、雜質粘附汙染密封唇口。

4　改（gǎi）造結果

這套密（mì）封係（xì）統經過（guò）實際改（gǎi）造使用，軸承壽命得到成倍提高。按照同樣（yàng）的設計思路對（duì） 1～5機架和6～9機架進行改（gǎi）造，事實證明改造是成功的。這種改造方式（shì）具有相（xiàng）對（duì）較低的改造成本和製造周期，因此具有較強的實踐價值。需要說明的是，由（yóu）於（yú）原始設計的（de）空間有限，這套密封係統也不是很完善。主要存（cún）在以下缺點：

(1)水封被迫（pò）改造成非標窄端麵結構，限製了其性能；

(2)兩個油封缺少潤滑脂注油口，有出現幹摩（mó）擦的可能（néng），安裝時在油封的兩個唇口之間要抹些潤滑脂。

參考文獻

【1】廣廷洪,汪德濤.密封件使用（yòng）手冊.北京：機械工業出版社,1994.

【2】汪德濤,等.機（jī）械設計手冊：第3卷.北京：化學工業出版社（shè）,2002.

【3】李正（zhèng）波.軋機油膜（mó）軸承的DF密封與水封及DF密封、水封的常見損壞形式分析與對策.潤滑與密封,2003 (6).

（來源：潤滑與（yǔ）密（mì）封）

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