辊压机减速机高速轴漏油分析与处理
谢亚钦
海南昌江鸿启实业有限公司叉河水泥厂，海南昌江 572700
摘要：本文主要讨论HFCG150-100辊压机高速轴漏油的问题及处理方法。高速轴漏油主要有两种情况，一是油封损坏，二是轴套磨损形成沟槽。通过分析其产生的原因，结合材料的选择，使读者在遇到此类问题时能有一个比较清晰的认识，更好地解决设备此类的故障。实践表明，辊压机高速轴的油封材料选择对密封件的使用寿命至关重要。 关键词：水泥机械；辊压机；高速轴；氟橡胶 中图分类号：TH17
HFCG150-100 roller machine high-speed shaft leakage
analysis and treatment
XIE Yaqin
Hainan Changjiang Hong Qi Industrial Co. Ltd. fork river cement factory, Hainan Changjiang
572700
Abstract: This paper mainly discusses high-speed shaft oil leakage problems and treatment method of
HFCG150-100 roller machine. The high speed shaft oil leakage mainly have two kinds of situations, one is the damage of the oil seal, the other is shaft sleeve wear a trench formed. Through the analysis its reason, combined with the selection of materials, so that readers can have a more clear understanding in the face of such problems, to better solve the fault equipment such. The practice shows that the high speed shaft oil seal material selection on the service life of roller is crucial seal.
Keywords: Cement machine; rolling machine; high-speed shaft; fluorine rubber
1、 引言
辊压机是八十年代中期在国际上发展起来的新型粉碎设备。以它为主组成的挤压粉磨新工艺在增产节能方面有着显著的效果，受到国际水泥界的普遍重视，成为发展粉磨工艺的一项新技术。目前，辊压机已经是水泥粉磨系统的主要设备，由于辊压粉碎机结构较为复杂，载荷很大，系统、部件较多，工作环境恶劣，零部件老化等，使用过程中难免出现故障。常见的故障有辊面磨损，轴承温度过高，液压缸漏油严重，减速机高速轴漏油等。
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2、 HFCG150-100辊压机结构及主要技术参数
2.1辊压机结构
我厂2500t/d新型干法生产线水泥粉磨站辊压机使用的是合肥院研制的新一代辊压机，该设备是由轴系、主机架，进料装置、传动系统、液压系统、润滑系统、辊罩、检测系统组成。见辊压机总图。两磨辊分别为固定辊与活动辊，活动辊安装于机架内腔的导轨上，固定辊固装于机架立柱上。进料装置、液压系统、润滑系统均安装在主机架上。主减速机（行星减速机）用缩套联轴器悬挂在主轴上，由扭矩平衡装置平衡其输出扭矩，主电机的驱动力
作者简介:谢亚钦(1984-),男 ,汉族,本科学历,初级职称,主要从事水泥机械设备管理
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矩通过十字轴式万向节传动轴传给行星减速机。 2.2辊压机主要技术参数
2.2.1辊压机型号及主要参数
（1）辊压机型号：HFCG150－100 （2）辊径：1500mm （3）辊宽：1000mm （4）辊压线速度：1.54m/s （5）最大单位辊宽粉碎力：70KN/cm （6）正常工作辊隙：25～45mm （7）最大喂料粒径：80mm （8）最大喂料温度：120℃
（9）处理后的物料中细粉含量（＜80um），22～30% 2.2.2主电机参数 （1）型号：YR500-4 （2）功率：2×710KW （3）转速：1440rpm （4）工作电压：10kV 2.2.3传动系统参数 （1）主减速机 型号：XGZ53 公称传动比：75.5 安装型式：悬挂式 额定功率：710KW （2）万向节传动轴 型号：5－2B 额定扭矩：35KN.m 最大倾角：12°
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3、 高速轴漏油的几种情况及处理方法
HFCG150-100辊压机减速机高速轴密封由一个骨架油封TC 160X190X16和一个无骨架J型油封160X190X16组成。TC型骨架油封主要起密封液压油的作用，J型油封主要起防尘的作用，两者组合在一起使用J型密封圈可以屏蔽外界的粉尘等污染物，给TC型骨架油封创造了一个良好的环境，延长了油封的使用寿命。尽管如此，经过长时间的使用油封会逐渐老化，唇口失去弹性、开裂，从而导致密封失效，引起有漏。如果漏油量比较大，需要及时停机维修处理，以免导致润滑油浪费及污染环境，严重将可能导致其它零部件的故障。
我厂一线水泥粉磨站辊压机减速机高速轴在年初大修时更换了密封,可是运行不到1个月就出现了严重的漏油，更换新的密封发现J型密封圈已经硬化、开裂，密封的材料不适合
在高温下长期工作。油封使用时间长了以后橡胶老化失去弹性，油封唇口与轴的径向接触压力下降，具有一定压力的润滑油通过性会加大，从而引起液压油的泄露。
图1 高温硬化失效的J型密封圈（部分）
Fig. 1 The failure of J type sealing ring because the high-temperature hardening (part)
3.1由油封损坏引起的漏油
此类故障的处理一般是直接更换新的油封。在安装油封的时候，首先要检查油封是否存在制造缺陷，或者在储存、运输过程中导致的损坏。重点检查唇口及骨架变形、划伤，油封中的自紧弹簧是否完好。其次，要掌握安装油封的基本方法，不可野蛮作业，以免损坏唇口或骨架。油封安装前要将唇口和孔槽清洗干净，并在唇口抹适量的润滑油使接触面形成一定的油膜。
在选择油封时应综合考虑其工作条件及经济性以便选择合适的材料。对于辊压机高速轴而言，由于其转速达到1440r/min，在油封唇口与轴的表面摩擦产生大量的热量，接触面会产生很高的温度（超过120℃）。实测密封端盖的表面温度达到65℃左右，内部温度则更高，所以一般的油封不满足这样的工作条件，必须选择性能优良的油封材料。考虑转速及温度的油封材料选择如表1所示：
表1 考虑转速及温度的油封材料选择
Tab.1 Consider the rotation speed and temperature of the oil seal material selection
转速 低速 中速 高速 温度（℃） -45 -15 10 40 65 95 120 150 170 硅橡胶 硅橡胶 硅橡胶 丁腈橡胶 丁腈橡胶 硅橡胶 丁腈橡胶 丙烯酸酯橡胶 硅橡胶 氟橡胶 氟橡胶 丙烯酸酯橡胶 硅橡胶 [2]
从表中可以看出高速轴密封件一般选用硅橡胶和氟橡胶，由于硅橡胶不耐油，机械强度低，价格昂贵，很少在密封件中使用。氟橡胶综合性能优越，耐温高可达300℃ ，耐酸碱，耐油性是耐油橡胶中最好的，可在200℃~250℃下长期工作，因此高速轴密封件选用氟橡胶较为合适。
表2油封使用的主要橡胶的种类与特长
Tab.2 The main types and specialty use of rubber oil seal
橡胶种类 耐油耐碱耐酸性 良 耐水性 良 耐候性 一般 优 良 良 良 良 优 -25 +140 耐磨性 良 温度范围（℃） 最低温度 -40 最高温度 +125 耐矿物油，耐磨性好，在油封中使用得最多。但不能使用于酮类及酯类极性溶剂中。 保持丁腈橡胶密封的特性，耐热性、耐油性及耐候性丁腈橡胶优良。 优 无 差 差 优 优 -25 +150 保持与丁腈橡胶同样好的耐油性，耐热性比硅橡胶稍差，但耐候性优良，耐酸性和耐水性比丁腈橡胶及其它橡胶差一些。 良 无 差 一般 优 一般 无 良 良 优 优 良 -40 +125 良 优 优 优 -20 +250 优 良 -60 +225 兼有优良的耐热性、耐寒性和耐候性，但耐碱性与耐水性比其它橡胶差一些。 具有超过硅橡胶的耐热性，优良的耐油性和耐化学药品性相配合。在各种橡胶中是油封用橡胶性能平衡最优良的品种。 耐水性、耐极性溶剂性、耐无机溶剂药品及耐候性优良的油封用橡胶，但耐油性差。 无 良 差 良 一般 优 优 优 优 优 优 -65 +260 耐热性、耐寒性、耐化学药品性、耐候性最优良，低磨擦系数的油封用材料。但比橡胶的弹性差。 优 -45 +100 耐极性溶剂性，耐水性优良的油封用橡胶。 但耐油性差。 特长 [3]
性 性 丁腈橡胶（NBR） 氢化丁腈橡胶（HNBR） 丙烯酸酯橡胶（ACM） 硅橡胶优 良 （VMQ） 氟橡胶（FKM） 乙烯丙烯橡胶（EPDM） 丁苯橡胶（SBR） 聚四氟乙烯（PTFE） 注：表2数据参考NOK密封件技术资料
我厂一线水泥粉磨站辊压机在2014年8月份进行了高速轴漏油的处理，选择氟橡胶密封件作为高速轴密封，漏油程度明显减小，运行了3个月还没有出现严重的漏油现象。然而漏油现象并没有完成消除，这主要是密封轴套磨损形成沟槽所致。 3.2由高速轴密封轴套磨损引起的泄漏
HFCG150-100辊压机高速轴密封轴颈嵌套有一轴套，当轴套磨损后可以更换。这样设计的好处是维修方便，而且维修成本低。当轴套磨损形成沟槽后，密封件对轴的径向压力减小，液压油泄漏量变大，这时即便更换密封也起不到多大的效果，应该更换密封轴套。如果不更换轴套，应对其表面进行修复，一般采用刷镀的方法现场修复。
轴套材料建议选择优先45#钢或ZG310，45#钢需调质处理硬度达到HB230-HB250，使其表面达到一定的硬度提高其耐磨性。在没有45#钢的情况下也可选择Q235，或者取一段无缝钢管加工成需要的尺寸。在加工时需要注意防止工件变形，同时需要考虑工件受热的膨胀量对钢套与轴配合公差的影响。查机械设计手册得碳钢在20-100℃的线膨胀系数为：α=(10.6~12.2)X10，在(20-200)℃的线膨胀系数为：α=(11.3~13)X10。假设这里取
-6
-6
α=11.3X10
-6
，温度差为80℃，则根据公式：D=D(1+αΔT)得出：
D=140(1+11.3X10-6X80)=140.126mm。这只是理论计算，实际受材料成分、受热情况、微观结构等因数影响，膨胀量可能没有那么多，建议给内孔公差为-0.01~-0.03mm，因为轴受热同时也会膨胀。
图2轴套
Fig.2 Axle sleeve 3.3其它情况导致的漏油
辊压机高速轴漏油除油封损坏及轴套磨损形成沟槽所致以外，另外轴承磨损导致偏心量大或者辊压机异常振动也有可能导致漏油。辊压机周围工作环境恶劣，粉尘量很大，如果润滑油受到污染或者粉尘进入油封结合面，则会大大缩短油封的使用寿命。
4、 关于辊压机高速轴密封的改进
从减少设备的故障率考虑，保证高速轴密封长期工作不漏油，建议将辊压机高速轴密封改为双TC型密封，将原来的J型密封件换成TC型密封件。由于原来安装两个油封的槽内径尺寸相同，中间只是多了一个凸台将两个油封分开，我们只需要将凸台用车床车掉即可。
辊压机减速机高速轴漏油分析与处理
