朱巧霖，黄钢平，高 腾，刘建平

（江西铜业股份有限公司城门山铜矿，江西九江 332000）

0 引言

某矿山选矿厂2#系统采用SAB（半自磨+球磨）工艺流程，MQY4870球磨机于2010年投入使用，小齿轮轴承采用稀油润滑站润滑。近几年，小齿轮轴承座固定端透盖出现单边甩油、漏油的现象，多次更换骨架油封后仍未得到有效解决。润滑油的长期泄漏不仅造成介质浪费，而且造成现场环境污染，不利于现场管理标准化建设。若不彻底解决，可能会引发设备故障，影响生产，甚至引发设备安全事故。

1 密封机构

MQY4870球磨机轴承型号为23280CA/C3W33调心滚子轴承，主轴转速为200 r/min，工作油压为0.3～0.4 MPa，流量0.5～0.7 m3/h，满足设计使用要求。轴承密封采用背靠背的J形骨架油封，密封结构简单（图1）。

2 原因分析

图1 原密封结构

旋转密封作为一种动密封，一直是密封的难点[1]。骨架油封因结构简单、容易制造，广泛应用于轴承润滑油的密封，其密封性能受材料、结构等多种复杂因素的影响[2]。引起骨架油封失效的因素有很多，如转轴磨损、轴颈表面粗糙、唇口损坏、转轴偏心、工作温度过高、油压偏大、安装不规范等[3-5]。通过观察大小齿轮啮合面、监测轴承座温度和振动，各项数据均正常；测量小齿轮轴承联轴器与电机联轴器同轴度也符合安装规范。拆开轴承座检查发现，由于使用年限长，小齿轮轴出现轻微磨损（油封安装处），这可能导致骨架油封与轴磨损加快；骨架油封已经老化、局部发生断裂，骨架油封内存在少量油泥。油泥的存在，表明密封失效后，粉尘颗粒进入密封内部，加快了唇口的磨损。由此可以判断导致泄漏的主要原因是轴磨损，骨架油封老化、断裂，唇口磨损。在该密封结构中，密封唇口与轴之间始终存在着摩擦，尤其在轴承因磨损游隙增大，导致轴运转时偏心量加大，进一步加剧了密封唇口与轴的摩擦，造成骨架油封使用寿命短。

3 治理方案

3.1 透盖与压盖之间增加一个透盖

由于油封的失效与转轴轴颈的局部磨损，在每次处理泄漏时必须整体拆卸，对小齿轮轴修复至原尺寸精度，维修周期长。因生产任务紧迫、短期内缺乏长时间停机的机会，采取临时处理措施在透盖与压盖之间增加一个透盖，透盖底部设计有G1/2回油口（图2）。增加的透盖起到收集润滑油的作用，沿着小齿轮轴甩出的润滑油可经过透盖回油口回流至稀油润滑站油箱内。该措施在安装初期达到了一定效果，泄漏现象得到初步遏制，但随着骨架油封的磨损失效，泄漏现象又慢慢显现，泄漏量更大。

图2 透盖结构

3.2 重新设计密封

为了彻底解决上述问题，更换轴承座，重新设计了密封结构，采用VDA橡胶密封+迷宫密封+O形密封圈的组合密封结构（图3）。该结构的主要设计原理如下：

（1）第一道密封采用背靠背的VDA橡胶密封与轴采用过盈配合。VDA橡胶密封的内圈紧紧地抱住轴，工作时密封跟随轴一起转动，2个VDA橡胶密封的唇口与二者之间的密封垫板紧贴在一起（安装时唇口需涂抹薄薄的一层润滑脂），密封垫板固定于轴承座上。VDA橡胶密封跟随轴一起转动，将密封件内圈与轴颈之间的旋转密封转化为唇口与密封垫板之间的面密封，密封面积增大，只需保证密封垫板的加工精度和安装精度就能达到良好的密封效果[6]。

图3 新密封结构

（2）第二道密封采用迷宫密封与O形密封圈。迷宫密封是一种较好的防尘密封，它主要由旋转轴与固定的密封零件之间形成复杂曲折的间隙组成，因此保证间隙的安装精度，对密封效果起着重要作用[7]。迷宫密封安装时用锁紧螺母固定于轴上，工作时跟随轴一起转动。轴承座设计有加油嘴和油道，通过加油嘴定期注入润滑脂填充满间隙，起到防尘密封的作用。在此密封结构中，绝大部分润滑油通过轴承座上的油槽回流至轴承座集油腔，从轴承座底部排油口流回油箱，少部分因轴转动甩起的润滑油沿着轴向被甩出。密封迷宫的内表面与轴之间存在着间隙，为了防止泄漏，在迷宫密封处设计有O形密封圈。O形密封圈除了能有效阻止沿着轴向甩出的润滑油发生泄漏，还能阻止粉尘颗粒沿着密封迷宫的内表面与轴之间的间隙进入密封装置内部。

4 结论

原密封结构简单，密封唇口与轴之间始终存在着摩擦，骨架油封的使用寿命短，频繁更换骨架油封不仅费时耗力，增加了生产成本，而且极大影响了设备运转率。重新设计密封结构后，从根本上解决了上述问题。在2#系统停机大修的时候对MQY4870球磨机的小齿轮轴承座进行了整体更换。开机运行10个月以来，球磨机运行平稳，各项数据均正常，轴承座润滑油泄漏的问题得到了彻底解决。此次改造的成功，不仅解决了设备的顽疾，而且为类似设备的密封设计积累了宝贵经验。