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軋機密封結(jié)構(gòu)的改進

2012-10-18

作者:徐利騫
(通鋼股份公司高速線材廠)
  摘 要:針對軋機密封存在的缺陷,通過采用氣密封、增設(shè)擋水密封、改換密封材質(zhì)等,對其進行了改進,降低了潤滑油含水量,減少了軋機的損壞,效果顯著。
  關(guān)鍵詞:軋機;密封結(jié)構(gòu);改進
  通鋼高速線材廠于1991年建成投產(chǎn),是全國條國產(chǎn)高速線材生產(chǎn)線。其中中軋、預(yù)精軋為懸臂式軋機。軋機調(diào)整形式采用軋輥軸向固定、徑向調(diào)整。自生產(chǎn)線投產(chǎn)以來,中軋和預(yù)精軋機的密封缺陷相繼暴露,僅1996年10月至1997年10月就有三次因軋機進水造成停產(chǎn)。潤滑油的含水量長期保持在20%~30%,有時達60%,造成中軋、預(yù)精軋機及減速機頻繁損壞,潤滑油放水時使大量潤滑油流失,造成巨大的經(jīng)濟損失。為此,我們對軋機密封結(jié)構(gòu)進行了改進。
  一、原因分析
  經(jīng)過分析,認為中軋、預(yù)精軋機進水主要有以下幾個方面的原因。
  1、原設(shè)計密封結(jié)構(gòu)不合理
  由于軋機調(diào)整方式為軸向定位、經(jīng)向調(diào)整,所以軋輥軸端密封采用端面密封結(jié)構(gòu)。由于軋機軸竄量大,以及內(nèi)、外擋環(huán)位置變化及密封磨損等原因,使密封間隙變大,冷卻軋機的高壓水夾雜著氧化鐵皮進入軋機內(nèi)部,有時直接作用在軸承上,造成軋機頻繁燒軸承。
  2、原設(shè)計軋機密封材料性能差
  該材料為橡膠一Ⅱ,雖然彈性和抗老化性能較好,但耐磨及耐高溫性能較差,使用壽命僅為3天,而軋輥更換周期為8天,密封損壞后無法更換。
  3、密封調(diào)整更換困難
  每次更換密封都需卸下軋輥。如果軋機進水,則需在內(nèi)、外擋環(huán)下加調(diào)整墊片,重調(diào)密封間隙。
  4、冷卻水嘴設(shè)置不當
  此時,高壓冷卻水會直接噴射到密封上,造成軋機進水。
  二、改進方案
  通過以上分析,我們對密封結(jié)構(gòu)進行了如下的改進。
  1.改進軋機密封結(jié)構(gòu)
  參照國內(nèi)外軋輥密封結(jié)構(gòu)并結(jié)合我廠實際設(shè)計了軋輥軸端氣密封結(jié)構(gòu)(見圖1)。

圖1 改進后軋機密封結(jié)構(gòu)示意圖
  密封圈為雙唇組合式密封。雙唇可增加密封的“道次”,減少外部高壓水對密封唇邊的壓力,防止冷卻水直接進入軋機。在雙唇密封內(nèi)側(cè)增設(shè)一道支撐,材質(zhì)采用聚四氟乙烯加石碳的復(fù)合材質(zhì),以增加橡膠密封唇邊的強度,減少軋輥軸竄動對密封唇口的磨損。
  2、采用氣密封結(jié)構(gòu)
  在軋機密封板上設(shè)置氣道,將高壓空氣引到雙唇密封中間,使雙唇密封間及其與外擋環(huán)間形成一個“高壓”區(qū),使軋機內(nèi)部與冷卻水隔離。當軋機出現(xiàn)軸向竄動密封間隙增大時,氣密封起隔離作用。
  3、增設(shè)擋水密封
  以防高壓冷卻水直接作用到雙唇密封上,也可補償軋輥軸軸向間隔。它既能使外擋環(huán)與雙唇密封間形成一個密封腔,使高壓氣體不至于外泄太快,又便于更換。它采用橡膠,有較好的彈性,不卸輥即可更換,非常方便。
  4、改進密封材質(zhì)
  原密封采用橡膠一Ⅱ,改進后采用氟橡膠,提高了耐磨和耐高溫性能。
  此外,還改進了裝配方法。內(nèi)、外擋環(huán)的調(diào)整間隙是保證軋輥軸密封的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在密封調(diào)整間隙過程中,我們一方面減少墊片的數(shù)量,另一方面采用膠粘技術(shù)固定內(nèi)、外擋環(huán)的位置,以減少墊片的磨損,防止密封的損壞。
  三、實施效果
  改進密封結(jié)構(gòu)的軋機1998年4月投入使用后,稀油站潤滑油含水量由20%降低到3%以下,取得了較好的效果。軋機的潤滑條件大大改善,軋機及減速機損壞明顯減少,保證了生產(chǎn)順利進行。潤滑油消耗大幅度降低,僅此一項每年就可節(jié)油30t,價值27萬元。
來源:《中國設(shè)備工程》2004年第09期