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　　摘　要：對(duì)高線小型軋機(jī)高速油膜軸承用密封——雙唇密封件在鋼廠的應(yīng)用方面的基本狀況作了介紹，并就雙唇密封件的結(jié)構(gòu)及原理作了簡(jiǎn)單的闡述和分析。
　　關(guān)鍵詞：雙唇密封；油膜軸承
　　據(jù)統(tǒng)計(jì)，2002年我國(guó)高線產(chǎn)量達(dá)到2290萬(wàn)t（全國(guó)鋼產(chǎn)量為118億t），占我國(guó)鋼產(chǎn)量的12%以上。2003年接近25000萬(wàn)t，鋼產(chǎn)量將突破2億t，線材占我國(guó)鋼產(chǎn)量的12%左右。我國(guó)現(xiàn)有高線裝備60條以上，數(shù)量居世界首位，已成為世界Z大的高線群體，并且數(shù)量還在增長(zhǎng)，新的高水平的裝備還在不斷地出現(xiàn)。
　　高速線材軋機(jī)是鋼鐵行業(yè)的重要裝備，其核心部位油膜軸承所采用的雙唇密封件唇口線速度高達(dá)80～90m/s。雙唇密封件因材質(zhì)、結(jié)構(gòu)尺寸等方面的缺陷，在高速旋轉(zhuǎn)等惡劣工況下連續(xù)工作，磨損快、變形大、壽命短。另外雙唇密封件失效時(shí)間的不確定性，增大了設(shè)備停機(jī)損失，縮短了整機(jī)易損件更換周期，增大了其它易損件和潤(rùn)滑油的消耗量，不能滿足鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)需要。廣州機(jī)械科學(xué)研究院密封研究所從雙唇密封件的結(jié)構(gòu)、安裝和使用方面做了大量的研究工作，針對(duì)目前進(jìn)口產(chǎn)品存在的問(wèn)題研制出了適合用戶使用的雙唇密封件。
　　1　雙唇密封件的基本結(jié)構(gòu)
　　雙唇密封件由二個(gè)元件構(gòu)成，其一為橡膠件，起到密封作用；其二為鋼圈骨架，是由不銹鋼彈簧片焊接而成，起到骨架支持作用，將橡膠件固定在密封保持架上，保持橡膠件正常的裝配關(guān)系。雙唇密封件有兩個(gè)密封唇口，即封油唇和封水唇，橡膠件谷部?jī)?nèi)側(cè)與鋼圈骨架相配合。兩個(gè)唇口與軸線方向形成夾角，安裝在溝槽中。兩個(gè)唇口在軸向受到兩個(gè)拋油環(huán)的壓力，發(fā)生變形后與軸線的夾角變大，產(chǎn)生了預(yù)緊力，在唇口尖端形成應(yīng)力峰值，如圖1、2所示。應(yīng)力峰值是密封件密封性能的關(guān)鍵，過(guò)小則密封效果差，甚至失效；過(guò)大則密封件磨損大，壽命短。 　　實(shí)際使用中對(duì)鋼圈骨架和橡膠件在尺寸、材質(zhì)、性能方面要求十分苛刻，過(guò)緊難于裝配，過(guò)松則產(chǎn)生晃動(dòng)；材質(zhì)的剛性、彈性若達(dá)不到要求，則在裝配中會(huì)產(chǎn)生永久變形；橡膠件的中間段與密封座、鋼圈骨架相配合，過(guò)厚則無(wú)法裝配，過(guò)薄則與骨架產(chǎn)生間隙。上述幾種情況，都會(huì)影響密封件的裝配形狀和密封性能，導(dǎo)致產(chǎn)品失效，軸承漏油、進(jìn)水，甚至?xí)蜾撊羌芘c密封件配合過(guò)松，鋼圈骨架在軸向產(chǎn)生滑移，與拋油環(huán)相摩擦，導(dǎo)致停機(jī)事故。
　　2　雙唇密封件的種類
　　根據(jù)鋼廠實(shí)際應(yīng)用的雙唇密封件的種類和特點(diǎn)，我們開(kāi)發(fā)出A類產(chǎn)品和B類產(chǎn)品。A類雙唇密封件產(chǎn)品分為兩部分，一部分為雙唇橡膠圈（見(jiàn)圖3），另一部分為鋼圈（見(jiàn)圖4），兩部分組合成的產(chǎn)品（見(jiàn)圖5）稱為A類雙唇密封件產(chǎn)品。
　　B類雙唇密封件產(chǎn)品為有內(nèi)鑲骨架的雙唇橡膠圈（見(jiàn)圖6）。 　　3　雙唇密封件的基本原理
　　雙唇密封件的密封系統(tǒng)由油膜軸承、雙唇密封件、拋油環(huán)、密封座、端蓋、O形圈、鋼圈骨架等近20個(gè)元件組成。油膜軸承和主軸相配合，軸承內(nèi)表面與主軸有間隙（軸承間隙）。拋油環(huán)分體式共2件（內(nèi)拋油環(huán)和外拋油環(huán)）安裝在旋轉(zhuǎn)主軸上，內(nèi)、外拋油環(huán)在安裝時(shí)相互貼緊，內(nèi)拋油環(huán)端面由主軸的軸肩支承，外拋油環(huán)則由隔圈壓緊;雙唇密封件安裝在密封保持架上，密封保持架與眼睛板相固定;兩個(gè)密封唇與兩個(gè)拋油環(huán)的內(nèi)表面相接觸受到預(yù)緊力，產(chǎn)生壓應(yīng)力。眼睛板通過(guò)固定螺栓與輥箱面板連接。平面密封膠密封眼睛板與輥箱面板的接觸平面，O形圈密封眼睛板與偏心套的接觸部位。油嘴的作用是往油腔中注入油脂，這既減小了橡膠密封的磨損，又進(jìn)一步增強(qiáng)了密封效果。
　　雙唇密封件的密封對(duì)象為軸承間隙（腔體內(nèi)）的潤(rùn)滑油及外界的冷卻水、氧化鐵屑和雜物等。密封件的兩個(gè)唇口緊貼拋油環(huán)的內(nèi)側(cè)，潤(rùn)滑油經(jīng)軸承間隙后呈流趟或噴射狀態(tài)到雙唇密封件的封油側(cè)即封油唇（基本無(wú)壓力），水等外界物自由流趟到雙唇密封件的封水側(cè)即封水唇。軋制過(guò)程中，油膜軸承、雙唇型密封、密封保持架和眼睛板保持靜止?fàn)顟B(tài)；內(nèi)、外拋油環(huán)隨著主軸高速同步旋轉(zhuǎn)，密封效應(yīng)來(lái)自以下2個(gè)方面：
　?。?）密封唇的接觸應(yīng)力，密封唇與拋油環(huán)在軸向有壓縮，唇口向內(nèi)收縮形成過(guò)盈量，唇口邊緣產(chǎn)生壓應(yīng)力形成密封帶，進(jìn)一步阻止?jié)櫥秃屠鋮s水的相互滲透，起到密封作用。
　?。?）密封件封油側(cè)唇口的甩油效應(yīng)，將唇部邊緣的油液高速甩出，使之回到主軸箱，避免在密封件唇部的大量聚積。同樣，封水側(cè)唇口的甩水效應(yīng)，使水匯集到排水系統(tǒng)，排到外界，見(jiàn)圖7。 　　4　開(kāi)發(fā)與應(yīng)用
　　廣州機(jī)械科學(xué)研究院密封研究所早在上世紀(jì)90年代末就開(kāi)始高線軋機(jī)油膜軸承雙唇密封的研制，為了開(kāi)發(fā)出材料配方性能適宜、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化、模具設(shè)計(jì)合理、生產(chǎn)工藝性能好、檢測(cè)手段科學(xué)的雙唇密封圈，滿足用戶的安裝、使用要求，該所通過(guò)材料配方改良、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、工藝研究、工況模擬試驗(yàn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制訂等一系列工作來(lái)提高產(chǎn)品質(zhì)量和水平，目前，廣州機(jī)械科學(xué)研究院密封研究所研制的雙唇密封件在國(guó)內(nèi)有代表性的高線小型軋機(jī)上（如馬鋼、北臺(tái)鋼廠等廠家）已經(jīng)得到了成功的應(yīng)用，在產(chǎn)品安裝和使用上已經(jīng)達(dá)到進(jìn)口件的水平，與此同時(shí)，該所也在新材料、新結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工藝上不斷進(jìn)行探索和改進(jìn)。
　　參考文獻(xiàn)
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