摘? 要：整體式減速器的主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速高且一半軸徑浸潤在潤滑油中，惡劣的工況對(duì)主動(dòng)軸唇形密封圈構(gòu)成了極大的密封壓力，經(jīng)常出現(xiàn)滲漏油現(xiàn)象，給油田客戶帶來了很大的經(jīng)濟(jì)損失，對(duì)環(huán)境造成了污染。在世界石油行業(yè)中，整體式減速器的使用量基本占到了一半的份額，如何解決整體式減速器主動(dòng)軸唇形密封圈滲漏油問題，有著很大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值。

關(guān)鍵詞：整體式減速器;主動(dòng)軸;唇形密封圈;滲漏油;原因;解決方案

中圖分類號(hào)：TH4? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0 引言

整體式減速器的典型特點(diǎn)是：（1）減速器箱體采用整體式結(jié)構(gòu);（2）齒輪與軸承的潤滑采用油浴潤滑，為了確保齒輪與軸承得到充分潤滑，減速器箱體里加注的齒輪油油位不低于主動(dòng)軸中心平面，主動(dòng)軸唇形密封圈一半全浸在齒輪油中，詳見圖1整體式減速器齒輪潤滑油油位示意圖;（3）主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速高達(dá)1100轉(zhuǎn)/min，線速度達(dá)到;（4）整體式減速器在運(yùn)行過程中，油池溫度和軸承溫度一般都在60℃左右。整體式減速器的高油位、高轉(zhuǎn)速和高溫工作環(huán)境決定了主動(dòng)軸唇形密封圈的密封條件惡劣，密封壓力極大。

1 整體式減速器主動(dòng)軸唇形密封圈滲漏油現(xiàn)象

對(duì)于密封失效的整體式減速器，當(dāng)主動(dòng)軸以額定轉(zhuǎn)速1100轉(zhuǎn)/min運(yùn)行10 min以上時(shí)，主動(dòng)軸唇形密封圈副唇與主動(dòng)軸結(jié)合面上會(huì)出現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)氣泡，氣泡一般出現(xiàn)在唇形密封圈非浸油部分，當(dāng)氣泡破裂后，齒輪油就開始從破裂的氣泡位置滲漏出來，滲漏出來的齒輪油聚集后成線狀流到地面上，對(duì)環(huán)境造成污染，詳見圖2整體式減速器主動(dòng)軸漏油示意圖。

2 整體式減速器主動(dòng)軸密封設(shè)計(jì)

整體式減速器主動(dòng)軸密封設(shè)計(jì)主要涉及兩個(gè)方面的問題：一方面需要根據(jù)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速、主動(dòng)軸密封圈安裝位的硬度、齒輪潤滑油的品種、齒輪潤滑油的工作溫度、主動(dòng)軸軸徑、軸承盒孔徑以及客戶要求的使用壽命來選擇唇形密封圈的類型、型號(hào)、材質(zhì)及密封圈生產(chǎn)商;另一方面需要根據(jù)密封圈生產(chǎn)商提供的唇形密封圈選型手冊(cè)來設(shè)計(jì)主動(dòng)軸密封圈安裝位、軸承盒密封圈安裝位的尺寸及公差、形位公差、粗糙度以及安裝結(jié)構(gòu)等。整體式減速器主動(dòng)軸密封設(shè)計(jì)情況如下：

（1）唇形密封圈選擇。選用National公司生產(chǎn)的415379唇形密封圈，材質(zhì)為丁腈橡膠，適用溫度范圍為-40℃～107℃，使用壽命5～10年。

（2）密封結(jié)構(gòu)與尺寸設(shè)計(jì)。密封結(jié)構(gòu)與尺寸設(shè)計(jì)見圖3密封結(jié)構(gòu)與尺寸設(shè)計(jì)示意圖所示。

3 整體式減速器主動(dòng)軸唇形密封圈滲漏油原因分析

唇形密封圈的密封機(jī)理是：唇形密封圈裝配到軸上后，在過盈量和彈簧的共同作用下，唇形密封圈的主唇在過盈量產(chǎn)生的徑向力作用下與軸接觸，主唇唇口產(chǎn)生輕微變形。當(dāng)主動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，唇口變形位置很快就被磨成光滑平口，唇形密封圈唇口與主動(dòng)軸之間的摩擦力會(huì)迅速下降一半左右。主唇平口與主動(dòng)軸之間的間隙非常小，當(dāng)潤滑油進(jìn)入該間隙后，在潤滑油的表面張力作用下，主唇平口與主動(dòng)軸之間會(huì)形成一層薄薄的油膜，油膜能防止?jié)櫥蛷拈g隙中通過，起到密封的作用。如果唇形密封圈主唇平口與主動(dòng)軸之間的間隙過大，潤滑油的表面張力降低，油膜被破壞，唇形密封圈主唇與主動(dòng)軸之間便會(huì)發(fā)生泄漏現(xiàn)象[1]。

為了解決整體式減速器主動(dòng)軸唇形密封圈滲漏油問題，從唇形密封圈的密封機(jī)理出發(fā)，對(duì)整體式減速器主動(dòng)軸唇形密封圈滲漏油的原因進(jìn)行了綜合分析。按照表1所列項(xiàng)目進(jìn)行了仔細(xì)檢查，找到了導(dǎo)致主動(dòng)軸唇形密封圈滲漏油的主要原因。

表1中除第9項(xiàng)檢查主動(dòng)軸密封位置是否存在車削螺紋線比較困難外，其余17項(xiàng)檢測(cè)項(xiàng)目都比較容易檢測(cè)，現(xiàn)將檢查主動(dòng)軸密封位置是否存在車削螺紋線的方法作一個(gè)簡(jiǎn)單介紹。

檢查主動(dòng)軸密封位置是否存在車削螺紋線的方法如下：

第一步：將主動(dòng)軸雙頂安裝到精度較高的數(shù)控車床上去，通過主動(dòng)軸軸端的撥銷孔撥動(dòng)主動(dòng)軸旋轉(zhuǎn);

第二步：校平主動(dòng)軸，確保主動(dòng)軸各臺(tái)階位置的全跳動(dòng)不大于0.02 mm，確保主動(dòng)軸水平;

第三步：在主動(dòng)軸唇形密封圈安裝位涂抹輕質(zhì)機(jī)油進(jìn)行潤滑;

第四步：在主動(dòng)軸唇形密封圈安裝位的中間位置掛一根直徑為0.1 mm的釣魚線，釣魚線下端掛一砝碼，砝碼重量確定方法為：軸直徑≤100 mm時(shí)，砝碼重量為30 g;軸直徑>100 mm時(shí)，砝碼重量為50 g。砝碼安裝到釣魚線上后，自然下垂，應(yīng)確保釣魚線在軸上形成的包角在180°～270°之間，并用2B鉛筆在主動(dòng)軸上畫一根平行于軸線的直線，詳見圖4砝碼安裝示意圖所示。

第五步：數(shù)控車床驅(qū)動(dòng)主動(dòng)軸以20 r/min的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)20轉(zhuǎn)，檢查鉛筆線是否有被擦掉的痕跡;然后仍以20 r/min的轉(zhuǎn)速向相反的方向旋轉(zhuǎn)20轉(zhuǎn)，再次檢查檢查鉛筆線是否有被擦掉的痕跡。

第六步：綜合評(píng)定。如果鉛筆線有被擦掉的痕跡，那么主動(dòng)軸唇形密封圈安裝位在這個(gè)旋轉(zhuǎn)方向上就存在螺旋線，反之則沒有螺旋線。

從表1的檢查結(jié)果來看，整體式減速器主動(dòng)軸唇形密封圈滲漏油的主要原因在于唇形密封圈不清潔[2]、主動(dòng)軸密封位置存在車削螺紋線、軸承盒與主動(dòng)軸安裝不同心、唇形密封圈安裝方式不正確等[3]。

4 整體式減速器主動(dòng)軸唇形密封圈滲漏油問題解決方案

（1）用清潔的液壓油或煤油清洗唇形密封圈，特別是將彈簧安裝腔和唇口附近的雜質(zhì)清洗干凈，然后用空氣吹干唇形密封圈內(nèi)外表面，并將唇形密封圈放置到密閉的儲(chǔ)存盒內(nèi)待裝配。

（2）主動(dòng)軸密封位置的車削螺紋線去除。1）校正主動(dòng)軸;2）實(shí)測(cè)主動(dòng)軸密封位直徑，密封位直徑實(shí)測(cè)值應(yīng)至少比圖紙規(guī)定的公差下差大0.005mm;3）采用寬度為30 mm、粒度為500目的砂紙砂磨主動(dòng)軸密封位，車床主軸轉(zhuǎn)速300r/min，砂磨去除量達(dá)到0.005mm或主動(dòng)軸密封位直徑已達(dá)到圖紙規(guī)定的公差下差時(shí)停止砂磨;4）滾壓主動(dòng)軸密封位，確保主動(dòng)軸密封位的粗糙度在Ra0.2～Ra0.4范圍內(nèi)。

（3）軸承盒與主動(dòng)軸安裝不同心問題的解決。1）實(shí)測(cè)左、右軸承盒與箱體左、右安裝孔的間隙大小;2）根據(jù)左、右側(cè)間隙大小，在軸承盒與箱體安裝孔之間填充一定的密封膠，確保左右軸承盒在箱體上安裝同心;3）檢查軸承盒與主動(dòng)軸安裝的同軸度，控制在0.03 mm內(nèi)。

（4）唇形密封圈安裝方式的改進(jìn)。1）將主動(dòng)軸各倒角位置的毛刺去除干凈，將有鍵槽的軸端用泡沫包裹起來，避免毛刺、鍵槽損壞密封圈唇口;2）將主動(dòng)軸唇形密封圈安裝位清洗干凈，并用壓縮空氣吹干凈;3）在主動(dòng)軸唇形密封圈安裝位上涂抹機(jī)油或黃油;4）用手將唇形密封圈推到密封圈安裝位處，唇形密封圈外圓與軸承盒導(dǎo)向段配合，并基本對(duì)正;5）用工裝將唇形密封圈均勻地壓入軸承盒安裝位中，不能完全壓到位，當(dāng)唇形密封圈外端面與軸承盒外端面有5 mm左右距離時(shí)，停止使用工裝壓入;6）手動(dòng)使用工裝將唇形密封圈壓到位，避免因過度壓入，導(dǎo)致唇形密封圈變形、損壞。

5 結(jié)語

按照第4節(jié)所描述的解決方案實(shí)施，順利解決了14臺(tái)整體式減速器主動(dòng)軸唇形密封圈滲漏油問題，密封可靠，無1臺(tái)出現(xiàn)滲油、漏油現(xiàn)象。

參考文獻(xiàn)

[1]田暉，李軍榮，孫淑娥.旋轉(zhuǎn)軸唇形密封圈滲漏油的原因及預(yù)防[J].現(xiàn)代零部件，2005（Z1）：40-42.

[2]馬圓霞.變速器油封漏油的原因及改進(jìn)措施[J].機(jī)械管理開發(fā)，2020，35（6）：290-291.

[3]程紅勤.旋轉(zhuǎn)軸唇形密封圈安裝設(shè)計(jì)[J].合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2009，32（S1）：199-201.

收稿日期：2021-08-10

作者簡(jiǎn)介：黃燦林（1977—），男，四川南充人，碩士研究生，高級(jí)工程師，研究方向：抽油機(jī)、泥漿泵、油泥處理設(shè)備的設(shè)計(jì)與制造。