異型坯拉矯機二級減速機改進
馬鋼異型坯鑄機于1997年從美國CONCAST公司引進,實際生產運行時,設計中的一些不足之處陸續(xù)暴露出來。異型坯連鑄機為3鑄流,每流采用4臺拉矯機。工作時由電機驅動一、二級蝸輪蝸桿減速機(由美國克利夫蘭公司制造),帶動拉矯輥轉動將鑄坯拉出。工作制度為連續(xù)運行,工作環(huán)境溫度較高。自1998年使用以來,減速機陸續(xù)發(fā)生了多次損壞故障。
1.減速機損壞原因分析
減速機損壞部位為蝸桿軸承及蝸輪軸頸,因減速機采用傳統(tǒng)的骨架油封,長期工作在高溫環(huán)境中油封老化、磨損,輸出軸的密封失效,將軸頸磨毛,減速機內潤滑油流失嚴重。由于二級減速的蝸桿處于垂直位置,上部軸承靠下部葉片泵循環(huán)供油潤滑,污物、磨屑料吸入泵后將泵損壞,使上軸承缺油損壞。
2.改進方案
要解決減速機損壞問題必須改進減速機的潤滑和密封方式,增加密封的可靠性。為此,選用了艾志機械公司的磁力密封(圖1)取代原有的骨架油封,并對減速機的結構進行改進。磁力密封結構由4部分組成。
(1)動環(huán)。動環(huán)是嵌有磁性元件的合金環(huán),外側面燒結耐磨、潤滑性能良好的碳和石墨,與軸是間隙配合??砷L期在磁力的作用下與靜環(huán)保持密切貼合且自動補償磨損,無需人工調整。
(2)靜摩擦面。由尺寸穩(wěn)定性好、硬度較高的耐磨合金制成,工作表面極為光滑。
(3)波紋管。由耐高溫、耐油且具有很好彈性的特種橡膠制成,確保軸有較大竄動量時能夠有良好的補償性能。它通過機械夾持的方式與靜環(huán)、端蓋連接。
圖1
(4)O形圈。軸與動環(huán)的結合表面依靠材料為VITON的0形圈來密封。
工作時依靠動靜環(huán)間的磁力作用相互吸引,在波紋管的輔助作用下,摩擦面密切貼合達到良好的密封效果。
3.磁力密封與骨架油封比較(表1)
骨架油封 磁力密封
1.價格便宜,短期性價比高長期運行綜合費用高 1.初始投入較大,綜合運行費用低
2.使用壽命短,約3000h 2.使用壽命長,可以達數年
3.泄漏率高 3.達到零泄漏
4.對軸頸有磨損 4.不損傷軸頸
5.線速度低 5.線速度較高
4.減速機結構改進
鑒于蝸桿轉速較低(約25r/min),將原蝸桿上端軸承的供油方式改為脂潤滑,在軸承下部增加一道磁力油封,形成單獨的軸承箱。根據磁力油封的安裝要求,對端蓋適當改進。
5.安裝步驟
(1)先將端蓋、彈性元件和靜環(huán)用螺釘裝配起來,結合面涂膠確保接縫密封可靠。
(2)將軸頸磨毛部位處理平整,去除毛刺,將動環(huán)耐摩材料朝外由軸端推入軸上適當位置,不要裝到位,推入時保持平直,防止損傷0型圈。
(3)將端蓋、彈性元件和靜環(huán)裝入,推入靜環(huán)時,將動環(huán)一同推至工作位置,保證動靜環(huán)之間密切貼合。
(4)檢查動靜環(huán)間的貼合情況,確保無雜質及間隙,同時確保同軸度良好。盤動減速機,保證軸與動環(huán)之間無相對運動。
(5)固定端蓋,試車。
6.使用情況
在異型坯連鑄機的5臺拉矯減速機上使用磁力密封后,至今已正常運轉13個月,杜絕了減速機漏油現(xiàn)象。從長期使用的角度看,磁力油封可大幅降低油品消耗及設備維修費用,有很高的使用價值。