李志有

（鐵嶺五星油膜橡膠密封研究所）

摘　要：本文介紹了典型油膜軸承密封結(jié)構(gòu)的各部分功能及密封原理，分析了DF型多肢密封結(jié)構(gòu)防水能力的不足，提出了增加防護(hù)水封、增加陶瓷環(huán)、涂抹防水密封膠等改善措施及具體實(shí)施方法，通過現(xiàn)場使用驗證，有效地提高了密封結(jié)構(gòu)的防水能力，延長了水封的使用壽命，為油膜軸承的正常運(yùn)行提供了可靠的環(huán)境保障。

關(guān)鍵詞：油膜軸承；密封；防水；改善

1、前言

軋機(jī)油膜軸承是軋機(jī)的關(guān)鍵部件，其充分發(fā)揮作用需要一個良好的運(yùn)行條件。軋機(jī)的運(yùn)行環(huán)境十分惡劣，除了要接受大量冷卻水的沖刷，還要承受軋制過程中產(chǎn)生的大量氧化鐵皮等雜質(zhì)侵入的危險，因此，作為保障油膜軸承正常運(yùn)轉(zhuǎn)的密封系統(tǒng)格外重要。

油膜軸承密封系統(tǒng)具有如下雙重密封作用：一方面阻止油膜軸承內(nèi)部潤滑油的泄漏，保證油膜軸承的錐套與襯套之間形成連續(xù)不斷的壓力油膜，而不發(fā)生直接的金屬接觸，另一方面阻止軋機(jī)外部冷卻水及氧化鐵皮等雜質(zhì)進(jìn)入軸承內(nèi)部破壞其運(yùn)行環(huán)境。密封系統(tǒng)一旦失效，輕則漏油進(jìn)水，造成停工停產(chǎn)，重則損壞油膜軸承，造成重大經(jīng)濟(jì)損失。因此，我們有必要根據(jù)現(xiàn)有的密封結(jié)構(gòu)及失效形式做出相應(yīng)的分析和改進(jìn)，從而提高密封系統(tǒng)的可靠性，使油膜軸承更加穩(wěn)定可靠的運(yùn)行。

隨著我國現(xiàn)代大型軋機(jī)設(shè)備及軋機(jī)油膜軸承技術(shù)的高速發(fā)展，油膜軸承密封技術(shù)也逐步進(jìn)行了改進(jìn)。當(dāng)前以美國摩根公司推出的DF型多肢密封結(jié)構(gòu)應(yīng)用Z為廣泛，這種結(jié)構(gòu)設(shè)計為油膜軸承技術(shù)的發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。盡管這種設(shè)計十分優(yōu)秀，但也不是盡善盡美，尤其應(yīng)用在使用年限已久的軋機(jī)上問題凸顯，漏油進(jìn)水現(xiàn)象時有發(fā)生。

2、典型油膜軸承密封結(jié)構(gòu)

軋機(jī)油膜軸承密封結(jié)構(gòu)主要是指軸承座與軋輥輥脖之間的回轉(zhuǎn)密封，此處密封既包括動密封，又包括靜密封，是油膜軸承密封技術(shù)的關(guān)鍵所在。以DF型多肢密封結(jié)構(gòu)為代表的回轉(zhuǎn)密封結(jié)構(gòu)如圖1、圖2所示，主要由密封蓋、水封、鋁環(huán)和DF密封圈等部分組成。

密封蓋安裝在軸承座上，水封的法蘭部分安裝在密封蓋上，水封的唇口部分與旋轉(zhuǎn)軋輥的端面貼合，形成一道防水動密封。鋁環(huán)平面?zhèn)韧ㄟ^膠釘貼在軋輥端面上，內(nèi)沿抵在DF密封圈封水唇的根部連同DF密封圈及錐套與軋輥一同旋轉(zhuǎn)，鋁環(huán)與水封及密封蓋的凹槽形成一道迷宮式密封，同時鋁環(huán)在旋轉(zhuǎn)時又能將少量的積水甩向外圓周，從而緩解DF密封圈的密封壓力。DF密封圈是此密封結(jié)構(gòu)中的核心部件，其內(nèi)圈的主唇、副唇與軋輥輥脖緊密貼合并形成有吸附作用的負(fù)壓腔，同時在腰部鋼帶的作用下對其進(jìn)行徑向定位；DF密封圈在錐套和鋁環(huán)的夾緊作用下對其進(jìn)行軸向定位；DF密封圈的封油唇和封水唇分別與密封蓋的內(nèi)徑接觸形成Z重要的封油防線和封水防線，此外，DF密封圈拋油唇的作用在于一方面阻擋來自錐套和襯套之間的壓力油保護(hù)封油唇，另一方面在旋轉(zhuǎn)作用下利用其導(dǎo)向面將油液甩向密封蓋的集油槽。

在軸承座和軋輥之間安裝如上所述的回轉(zhuǎn)密封組件所形成的多道密封防線，在軋機(jī)工作時有效地阻止外界冷卻水和氧化鐵皮等雜質(zhì)的入侵，同時又防止油膜軸承內(nèi)潤滑油的泄漏，為油膜軸承的正常運(yùn)轉(zhuǎn)提供了一個可靠的運(yùn)行條件。

3、DF型多肢密封結(jié)構(gòu)防水能力的不足

作為油膜軸承密封結(jié)構(gòu)與外界直接接觸的道封水防線肩負(fù)著直接抵抗外界大量冷卻水和氧化鐵皮等雜質(zhì)入侵的重要任務(wù)。從DF型多肢密封結(jié)構(gòu)多年來使用情況和自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)總結(jié)和分析，對于水封處的防水密封有以下幾點(diǎn)設(shè)計不足之處：

(1)水封唇口與軋輥端面接觸，在軋輥旋轉(zhuǎn)時形成動密封，若軋輥端面銹蝕嚴(yán)重粗糙不平會加速水封唇口的磨損，導(dǎo)致防水密封過早失效；

(2)斷面為V字形的水封由法蘭固定在軸承座上，在腰部的回彈作用下保持唇口與軋輥端面始終接觸，軋機(jī)在工作時軋輥在軋制力的作用下有少量的軸向竄動，會使軋輥一端的水封唇口受壓而增大摩擦力，加速了水封唇口的磨損；

(3)由于軋機(jī)工作時工作環(huán)境比較惡劣，氧化鐵皮和灰塵等雜質(zhì)比較多，當(dāng)雜質(zhì)堆積到V形水封的底部時會影響腰部的回彈，從而導(dǎo)致水封唇口壓力增大而磨損加速；

(4)固定在軸承座上的密封蓋通過O型密封圈與軸承座實(shí)現(xiàn)靜密封，但由于密封蓋較重，軋機(jī)工作時沖擊震動較大，此處密封很容易失效，再加上密封蓋用久了銹蝕嚴(yán)重，冷卻水和霧氣會沿螺釘孔和配合面進(jìn)入到密封內(nèi)部。

4、防水能力的改善措施

針對上述DF型多肢密封結(jié)構(gòu)防水能力的不足，本文提出以下幾點(diǎn)改進(jìn)措施。

4.1增加防護(hù)水封

為了減輕V形水封的密封負(fù)擔(dān)，在V形水封的外側(cè)增加一組防護(hù)水封，相當(dāng)于多增加一道密封防線，主要用于直接阻擋大量冷卻水和氧化鐵皮等雜質(zhì)對原水封的沖刷、侵襲，同時又能減緩密封蓋、軋輥等金屬件的銹蝕。

具體實(shí)施方法如圖3所示，將橡膠防護(hù)水封套在密封蓋上并用鋼帶箍緊固定，防護(hù)水封的唇口搭在軋輥或安裝在軋輥的過渡件上形成動密封。防護(hù)水封可采用整圈結(jié)構(gòu)或大半圈結(jié)構(gòu)，唇口可采用單唇或多唇的形式，唇口可搭接在軋輥軸肩的端面或柱面上，具體結(jié)構(gòu)視實(shí)際工況而定。

4.2增加陶瓷環(huán)

為了減緩水封和防護(hù)水封唇口的磨損速度，在軋輥上安裝一陶瓷環(huán)，如圖3所示。陶瓷環(huán)是一個金屬的法蘭，在與水封唇口的貼合位置噴涂陶瓷層，由于陶瓷層具有耐磨、耐腐蝕的特點(diǎn)，同時表面又光滑，對與之接觸摩擦的橡膠唇口有很好的保護(hù)作用。

陶瓷環(huán)通過螺釘安裝在軋輥上，斷面形狀可根據(jù)實(shí)際需要靈活設(shè)計。陶瓷環(huán)也可鑲嵌在軋輥內(nèi)，以確保V形水封有足夠的安裝空間，又有利于陶瓷環(huán)的徑向定位。

4.3涂抹防水密封膠

軋機(jī)運(yùn)行環(huán)境比較苛刻，安裝在軸承座上的密封蓋銹蝕以后容易引起靜密封失效，為了確保密封蓋與軸承座之間密封的可靠性，安裝密封蓋時除了使用O型密封圈，還應(yīng)在密封蓋與軸承座之間涂抹防水密封膠，安裝固定螺釘時，也帶密封膠安裝，這樣可以有效地阻止冷卻水進(jìn)入安裝孔及縫隙，增強(qiáng)對密封蓋的防護(hù)能力。同樣，在安裝陶瓷環(huán)時，也應(yīng)涂抹防水密封膠，以防止冷卻水沿縫隙進(jìn)入到密封結(jié)構(gòu)的內(nèi)部。

5、實(shí)施效果

通過在國內(nèi)多家鋼企對以上改善措施的實(shí)施，充分驗證了改善措施的顯著效果。油膜軸承的進(jìn)水量大大減少，潤滑油的乳化程度顯著降低，油質(zhì)狀況良好，油耗降低，平均每年每條生產(chǎn)線節(jié)省油脂費(fèi)用10萬元以上，同時水封的使用壽命大大提高，由原來的3個月提高到6個月以上，平均每年每條生產(chǎn)線節(jié)省備件費(fèi)用10萬元以上，既節(jié)約了煉鋼成本，又減輕了勞動負(fù)擔(dān)，經(jīng)濟(jì)效益十分可觀，改進(jìn)技術(shù)值得全面推廣。

6、結(jié)語

影響軋機(jī)油膜軸承漏油進(jìn)水問題的因素有很多，本文所述的技改措施在密封結(jié)構(gòu)外圍防水問題上有的放矢，并取得了顯著效果。油膜軸承密封問題是一個比較復(fù)雜的系統(tǒng)問題，在長期的理論研究和生產(chǎn)實(shí)踐中還需要不斷的分析、總結(jié)和改進(jìn)，使油膜軸承密封技術(shù)不斷提高。

來源：《冶金設(shè)備》 2020年第4期