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减速机漏油分析以及解决方案

发布时间:2023-04-14 07:36:26        点击:367

一、原因分析


减速机经常出现的几种漏油现象有:油封漏油、密封盖弹出和通气器漏油。


出轴油封漏油的主要原因有:


1)油封装配工艺不当;
2)轴的加工工艺不当;
3)轴的硬度不足;
4)轴的公差选取不当;
5)异物进入油封唇口。



密封盖弹出的主要原因有:



1)减速机内部压力过大;
2)密封盖孔公差选取不当。



通气器漏油的主要原因有:



1)通气器结构不合理;
2)通气器位置选择不当;
3)加油超过规定上限过多。

二、解决方案



减速机结构紧凑,安装形式多样,无特殊要求一般不采用干燥井、迷宫式等特种密封结构,所以杜绝漏油现象的主攻方向是改进装配工艺、加工工艺和局部结构优化方面,对此我公司多年来在这方面取得了优异成果,总结如下。

1)优化油封装配工艺

由油封装配工艺不当引起的漏油主要是:装配时油封唇口破损、油封歪斜和运行时唇口干摩擦(提示:检修时安装油封也应注意)。在装配油封过程中,若采用简易的工装,甚至不用工装直接将油封装入,油封唇口很容易受到损伤,在日后运转中损伤将逐渐扩展,造成漏油;同时,油封若安装歪斜,油封唇口将无法正常丁作,从而造成润滑油泄漏。

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图1中压套3与固定套4为装配T装,固定套4头部设计成合适的锥形,外表面粗糙度与油封档相同或更低,油封在压套3上滑动时保护油封唇口,各摩擦面高频淬火以提高耐磨性;

压套3与油封接触部分设计成止口,止口直径比油封外径略小,止口高度为装配后油封与箱体的距离。采用大倒角和护角设计,以保护油封主副唇不受损伤。装配时,先将固定套4装入空心轴5,并在同定套4外表面涂抹适量润滑脂;在待装配油封的主唇口与副唇口形成的空间中涂抹适量润滑脂,可以对唇口起到润滑作用;再将油封通过固定套4轻轻地推到箱体孔附近,最后用压套3将油封装入。由于压套3固定套4和空心轴5有一定的配合关系,所以装入的油封不会歪斜。而且采用这种丁装装配的油封位置一致性非常好。

2)轴的改进

由于轴的因素导致漏油原因主要是轴的加工工艺不当、轴的硬度不足和轴的公差选取不当。轴的加工工艺不当主要表现在表面粗糙度不合理和加工方式不合理,表面粗糙度值太高,会造成油封唇口早期磨损;表面粗糙度值也不宜太低,否则容易渗油。一般油封档表面粗糙度尺0.8~2.5μm。轴的加工方式有精磨削、金刚砂纸磨光、车床上精加工、超精加工和滚光加工。据有关文献资料记载,精磨削是最为合适的加工方法,磨削时砂轮必须径向进给,加工痕迹是不连续的,但对轴心线垂直,这种状态对油封唇口的接触部分最合适。轴与油封唇口接触部分的硬度要求在50~60HRC之间,硬度太低,轴容易磨损;硬度太高,经济性差。轴的公差一般在d9~h9之间选取,公差太小,轴与油封唇口的压力太小,容易造成渗漏;公差太大,轴与油封唇口的压力就高,磨损也加剧,油封唇口温度高,油封容易产生早期失效。

3)防止异物进入油封唇口

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图2中单唇油封5和7面对面安装。盖板4内径与轴6外径之间保持小间隙,以阻止大颗粒杂物的进入。定期从油杯1处注入的油脂可以润滑油封5的主唇口,同时阻止杂物从盖板4内孔与轴6之间进入。
 
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图3中,盖板3内孔与轴4之间的间隙很小,以阻止大颗粒杂物的进入。油封5为双唇油封,用于阻止从盖板3与轴4之间进入的杂物,油封7为单唇油封,两油封间注入润滑脂以润滑油封唇口并阻隔杂物。
 
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图4为高速轴密封结构,齿轮4转速在1500r/min以上,齿轮4甩出的润滑油温度高并夹杂异物,以较大的压力打击在油封3的唇口,对油封唇口甚至轴上的油封档损害很大。安装甩油环2后,齿轮4甩}n的润滑油不能直接打击油封3的唇口,消除了对油封唇口的损害。使用甩油环后,由于高速轴油封的失效不再出现,印证了甩油环2对油封3的保护作用。

图2和图3的结构主要是阻止外来异物对油封唇口的损害,图4是一种高速轴油封保护措施的结构,还有一种情况是在减速机的底部,容易聚集颗粒杂质。这些异物一旦进入油封唇口,就会加速油封唇口和轴的磨损,从而造成渗漏。对于减速机内部的颗粒杂质,改进设计是在油封周围设置磁钢,磁钢固定在放油螺塞上以吸附减速机内部的金属杂质。

4)防止密封盖弹

密封盖弹出的主要原因是减速机内部压力过大和密封盖孔公差选取不当,密封盖孔的公差按密封盖厂家提出的范围选取就能符合要求,按经验,选取H8比较合适。

减速机内部压力是密封盖弹出的最主要原因,这压力主要是润滑油高度产生的压力和减速机发热,通气器排气不畅而产生的压力(提示:企业日常应检查通气器/呼吸帽的孔保持通畅)。虽然通气器排气不畅的原因可由改进通气器结构解决,但提高密封盖抗弹出能力是解决密封盖弹出的最有效方法。
 
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图5是一种密封盖防弹出结构,在箱体加工如局部放大图所示止脱槽,一般h值取0-3~0.7mm,a值取1mm左右。经实验测试,在直径∅70mm以下的该密封盖能承受4个大气压以上的压力,而无止脱槽的设计试验结果是1.5个大气压下开始出现密封盖弹出现象,2个大气压下有50%密封盖弹出(试验密封盖直径∅80mm,试验数量20套)。

5)防止通气器处漏油

通气器漏油的主要原因有通气器结构不合理和通气器位置选择不当,通气器位置如果选择不当,会在通气器处持续不断地产生渗漏油,如图6。
 
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齿轮3旋转时甩出的润滑油直接到达通气器位置,并形成一定的油压,使通气器产生渗漏。设计时通气器应避开这些位置,如果实在没法避开箱体设计时可在通气器位置设置挡板结构。

减速机在出厂前已按标准加注润滑油,减速机在运行时,齿轮啮合和轴承的摩擦等产生热量,减速机内部温度将不断升高,因减速机容积不变,空气的膨胀将使减速机内部压力不断上升,如通气器不开启,过大的内部压力,会使密封盖防弹出及油封唇口外翻,导致漏油。减速机在运行时,内部最好与外界隔绝以防水汽与粉尘进入,破坏油封密封性能和齿轮啮合性能。所以四大系列减速机要求通气器在常态运行时封闭和当压力达到一定值时开启。

在减速机行业,通气器的结构非常多,常用通气器如图7~图9

 
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图7是一种常通式通气器的代表,通气孔有朝下的,也有在侧边的,还有迷宫式的。因为是常通式的,所以不符合四大系列减速机对通气器的要求;图8的通气器在运输时用阀芯堵塞,在使用时将阀芯拔出,成为通式通气器,运行时水汽、粉尘等容易进入减速机;图9的通气器在使用时,减速机内部需要一定的压力才能开启,这类通气器基本符合要求,但在运输时密封不可靠。我公司通过多年的研究,开发出一款通气器,如图10。
 
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在防尘垫圈7与密封圈4的双重密封作用下,在运输时润滑油不会泄漏;在减速机运行时,拔掉防尘垫圈7,在密封圈4的密封作用下,外面水汽、粉尘等异物不能进入减速机,当减速机内压力大于弹簧2的压力时,阀芯3向上移动,气流通道导通。由于减速机内部压力大,气流向外冲,所以这时外面水汽、粉尘等异物不能进入减速机,当减速机内压力小于设定值后,阀芯3向下移动,通气器进入密封状态。