马治杰¹　马亚辉²

（1.洛阳矿山机械工程设计研究院有限责任公司；2.豫龙同力水泥有限责任公司）

　　当前，水泥、冶金、化工等行业所运行的回转窑总数达数千条之多，绝大部分托轮轴承组的润滑密封均能保持正常运行，但也有部分回转窑托轮轴承组存在漏油问题，设计、制造部门虽然在结构上增加了甩油环或刮油器，但仍难从根本上予以消除，以至于有的使用单位不得不在设备外专门设置容器循环接油，既增加企业的生产成本，也造成了环境污染。根据现场漏油情况，综合分析主要有以下几方面原因。

　　1　设计方面

　　1.1密封结构因素

　　托轮轴承组的漏油多发生在托轮一侧，该处密封结构形式为旋转轴动密封。根据一般回转窑的使用情况，托轮轴旋转线速度一般＜1mm/s，属于重载低速运行，密封圈使用温度＜70℃，润滑介质为ISOVG460-680闭式工业齿轮油，无工作压力，工作环境粉尘较大。密封设计要求一方面要阻止轴承内润滑油外渗，另一方面要考虑外界灰尘侵入，并保持密封圈长期稳定运行。目前，国内回转窑轴承组托轮侧密封主要有几种形式，见图1~图5。

　　图1为羊毛毡弹簧密封。该结构形式简单，成本低，维修方便，对旋转轴与密封槽同轴度要求不高，运行中密封圈通过拉紧弹簧压在旋转轴上，达到密封的目的。在实际运行过程中，拉紧弹簧的预紧力随时间延长逐渐减小，羊毛毡跟随性较差，在稀油渗入饱和后出现渗漏。

　　图2为H型弹簧密封圈。该结构密封圈为非标结构，采购困难，成本高，虽然带有拉紧弹簧，但对密封唇口压紧作用有限，唇口处容易翘边，密封效果一般；对旋转轴与密封槽的同轴度要求一般。

　　图3为旋转轴单唇密封。结构简单，能很好地阻止轴承内润滑油外渗，但外界灰尘容易侵入，对旋转轴与密封圈同轴度有一定要求。

　　图4为单唇形弹簧密封组合Y型密封。Y型密封圈为非标件，环向有润滑脂加入孔，密封及防尘效果良好，但采购困难，成本高，对旋转轴与密封圈同轴度有一定要求。

　　图5结构为旋转轴双唇密封。该结构两个唇形密封背靠背安装，内侧唇口密封润滑油，外侧唇口阻挡灰尘，两密封圈之间环向设润滑脂加入孔，密封效果良好，对旋转轴与密封圈同轴度有一定要求。

　　根据多个使用现场观察与使用效果反馈，结构1、2密封效果一般，漏油几率较大；结构3虽然能取得良好的密封效果，但由于只有单圈密封，润滑油仍有渗漏的可能，且不适于高粉尘场合使用；结构4、5属组合式密封，既能阻止润滑油外渗，又能防止粉尘侵入，加入的润滑脂能防止密封圈干磨擦，密封效果良好。因此从托轮轴承组旋转轴密封特点及使用环境方面考虑，应主要采用4、5结构。

　　1.2密封圈材质选取

　　根据标准HG/T2811-1996，旋转轴唇形密封常用材料主要有丁晴橡胶、丙烯酸脂橡胶、硅橡胶及氟橡胶。

　　丁晴橡胶（NBR），有良好的耐磨性能，除磷酸酯系液压油及含极压添加剂齿轮油外，适用于各种润滑油、润滑脂及油气混合物介质，使用温度-20℃~120℃，使用普遍，价格便宜。

　　聚丙烯酸脂橡胶（ACM），具有较好的耐热、耐油及耐磨性能，使用温度-30℃~150℃，力学性能及加工性能优于氟橡胶和硅橡胶，耐热、耐油及抗老化性能优于丁晴橡胶，适合于各种润滑脂及含极压添加剂的润滑油、齿轮油等。

　　硅橡胶（MVQ），耐热、耐寒性较好，使用温度-70℃~250℃，压缩永久变形小、弹性好，但其机械强度低，适用于高低温下高速旋转场合。

　　氟橡胶（FKM），几乎适合所有的润滑油介质，使用温度-20℃~200℃，但其耐寒性、高温耐磨性及压缩永久变形较差，价格较高。

　　综合以上性能，丁晴橡胶由于具有较好的耐油、耐热及耐磨综合性能，通用性强，使用面光，成本低廉，对于转速不高、使用温度在70℃以下的托轮轴承组来说，仍是大多数单位首选的密封材料。目前，市场上所供的润滑油厂家及品种很多，有矿物油，也有合成油，但大多数都含有极性添加剂，由于丁晴橡胶属于不饱和极性橡胶，不适于磷酸酯系列液压油及含有极性添加剂的齿轮油，这时就应当考虑选用耐油性更广的聚丙烯酸脂橡胶。密封材料的硬度以70为宜；考虑到轴心偏差对密封的影响，密封圈应带自紧弹簧。

　　1.3托轮轴表面粗糙度及硬度要求

　　提高托轮轴表面光洁度可防止唇口磨损过快而形成泄漏，但托轮轴表面并非越光越好，如果轴面太光，润滑油被挤出密封接触面，使油膜变薄或消失，也容易造成唇部发热损坏。因此托轮轴的表面粗糙度宜控制在Ra0.8μm~3.2μm。硬度范围为HRC30~40，密封圈腔体粗糙度Ra3.2μm~6.3μm。

　　1.4托轮轴与密封槽中心偏差

　　托轮轴承组主要由轴承底座、轴承盖、球面瓦、端盖、密封槽板、密封圈及密封压板等组成。底座上的球面一般先于其它结构加工，并且采用同一对轴承底座两两配对铣削；而当轴承底座与轴承盖合在一起加工定位密封槽位置时，必须考虑与球面基准一致，否则会造成密封槽与托轮轴中心严重超差，从而在使用中引起密封圈单边过度挤压磨损失效，严重时甚至引起密封压板与托轮轴直接干涉，60%以上密封漏油情况与此有关。托轮轴与密封槽中心尺寸偏差在有自紧弹簧时按0.8mm~1.2mm设计。

　　2　安装因素

　　出于防腐蚀考虑，托轮轴在出厂时一般均在轴表面涂刷防锈油或防锈油漆。长期的运输与存放，防锈油漆已受到污染或干燥，安装前必须彻底清除轴表面上的防锈油漆，并涂润滑脂，防止开机初期防锈漆对密封圈产生干磨及剐蹭。

　　安装时应检查并调整托轮轴四周与密封槽间隙大小，保持托轮轴与密封槽中心尽可能一致，对于超差严重者予以调整或处理，防止单边过度挤压磨损失效。

　　正确选择密封圈的安装及切口方向。采用单个密封圈时，唇口朝向润滑油一侧（见图3）；采用双密封圈时，应采取图5背对背安装；根据托轮轴旋向正确选择接口斜切方向（见图6）。

　　保持合适的弹簧松紧度，弹簧一般较自由状态伸长约3%~4%。

　　3　使用维护方面

　　3.1托轮轴承组的油位要适当

　　在回转窑同一档支撑中，所设计托轮轴承组油标的高低安装位置、油标规格只有一种，油标上标有Z高与Z低油位刻度。由于回转窑自身有3%~5%的斜度，在同一档支撑中，高端与低端轴承组对油位的要求也不一致。以φ4.8m×74m回转窑为例，在回转窑斜度3.5%情况下，高、低端油标的水平高差达109mm，如果高端与低端油标均按照所标识Z高油位加油，则很有可能造成高端油封浸入油中（见图7）。因此，实际生产中在保证油勺正常带油前提下，一般低端轴承的油标就高油位，高端轴承的油标就低油位，避免过量加油。

　　3.2密封圈材料要与润滑油匹配

　　使用单位在更换了润滑油品种或厂家时，应当根据润滑油性质及时调整密封圈材质，以Z大限度延长密封圈使用寿命。

　　4　结语

　　托轮轴承组密封虽然简单，但生产中的漏油问题处理起来较为麻烦，不但增加运行成本，也给环境带来污染。只有从设计、制造、安装及使用每一环节综合考虑，采用合理的结构与密封材料，正确安装使用，才能够避免漏油问题所带来的烦恼与损失。

来源：《中国水泥》2016年02期