现代大型轧机油膜轴承DF密封技术..doc

现代大型轧机油膜轴承DF密封技术 2008年09月08日08:54 生意社 生意社09月08日讯 ? 油膜轴承的密封系统是油膜轴承的关键部件，具有二重作用：一方面防止轴承腔体内的润滑油外泄，使润滑油从箱体返回泵站，保证形成连续不断的油膜；另一方面防止外界的冷却水、轧制油（乳化液）及铁屑、灰尘等杂物渗入轴承腔体内，维持轴承的正常运转。如果密封失效，会导致外界杂物侵入，使润滑油污染老化，降低油膜轴承寿命；还会导致腔体内润滑油泄漏，不仅造成大量油的消耗浪费，而且油液会沿轧辊旋转的切线方向甩出，溅落到轧制出的钢带、钢板表面，造成污染，增加退火困难，影响钢带表面质量。因而，改善油膜轴承的密封结构，提高密封件的性能和寿命是发展油膜轴承技术的重要课题之一。 1 结构特点 油膜轴承的密封技术和结构发展经过了几个阶段，目前我国冶金企业大型轧机上使用的主要是第三、第四代密封结构，又简称x型、DF型密封。 X型密封属于第三代油膜轴承密封结构，是美国摩根公司（MORGON）的专利。其特点是密封断面近似于英文字母“x”，密封面有A、B、c、D、E五个唇口（见图l）。D、E是外密封唇口，D为封油唇，E为封水唇，唇口末端厚度一般为5mm左右，与密封挡板接触，靠压缩过盈而起密封作用。 　　 DF密封是在x型密封结构上优化改进而产生的，人们称之为第四代密封。DF密封件的断面与x型有所类似，工作原理也基本相同。但在三个方面作了优化（见图2）： （1）将两个外密封唇口D唇、E唇改为斜角，唇口边缘减薄，加强唇口跟随性。 （2）密封挡板由斜角改为直角，密封件产生轴向窜动时两个唇口压缩量基本相等，唇口就不会出现间隙。 （3）密封的机理采用了负压和泵吸的原理，密封的效果明显加强。DF密封减少了泄漏量，降低了油耗成本，密封件寿命有较大提高，改善了钢板的表面质量。 　　 实际生产应用中，x型密封由于过盈量大，密封件磨损严重、寿命短；而且高速旋转时轧辊存在轴向窜动，加之密封挡板带有一定的倾斜角度，D唇口或 E唇口与端盖之问易形成瞬间脱离，以及x型密封唇口厚、跟随性差，易造成漏油严重、系统进水。因此 x型密封已逐渐被DF型密封所代替。 2 DF密封的工作原理 DF密封由橡胶铆钉、密封钢带、缓冲器、水封、密封挡板、油封及0型密封圈七部分组成。 （1）密封钢带套在轴颈密封的腰部，作用是防止轴颈在高速旋转作用下的离心力对其形状和尺寸的改变。 （2）缓冲器的铝合金材质使它的转动惯量小，并 具有一定耐腐蚀性。此外，缓冲器还具有轴向定位和 在旋转状态下的甩水作用。 （3）水封可以防止冷却剂的冲灌，使大部分冷却 剂避开轴颈密封圈的封水侧，对DF密封的E唇口有 着保护作用。 （4）密封挡板与油封的接触面上喷涂了耐腐蚀性 能好的氧化铝陶瓷，使密封挡板的使用寿命得以延 长，减少了摩擦损耗。挡板内表面加工了回旋线，轧 辊高速旋转时，螺旋线产生回流，形成泵吸作用，把 渗入油封D唇口和E唇口外侧的油液（或水液）吸人 唇口内侧，减少渗漏，提高密封效果。 （5）油封随着锥套和轧辊同步转动，与密封挡板 产生高速相对运动，几个唇口分工不同，协同作用形 成有效密封（见图3）： 　　　　　　 1）唇口A、B抱紧轧辊轴颈，起到静密封作用。其中A唇口封油，防止润滑油外泄；B唇口封水，防止外界冷却剂、杂物侵入轴承。 2）唇口C是甩油唇，挡住了从轴承工作面上飞溅出的大量油液，并将油液向远离封油唇的方向甩出，对封油唇起到“保护伞”的作用。 3）唇口D是封油唇，E是封水唇。它们与密封挡板过盈配合、紧贴挡板，与密封面保持一定的接触角度和压力。当密封件随轧辊高速旋转时，把附着在它上面的油液（或水）以一定倾斜角甩出，使液流获得很大的惯性力，该液流可阻止即将通过间隙外流或泄出的油液（或水）流出。同时，因唇面上的油液（或水）高速甩出，故在唇口与密封挡板之问很小的缝隙处产生负压，有助于密封。 3 设计与制造 为确保DF密封的良好密封效果，应对产品材料选型、结构设计和模具设计进行优化。 （1）材料选型及配合时需要考虑的几个方面： 1）良好的耐油性能是选材的前提。在介质老化的过程中，材料应保证体积变化、强力变化及伸长率变化较小，压缩永久变形小。 2）唇口部位恢复及跟随性要求高，胶料应具有良好弹性。试验时，空气中和介质中压缩永久变形值小。 3）制品规格尺寸大、断面复杂、金属嵌件多，硫化成型时，必须考虑到胶料焦烧期、流动性，降低废品率，提高产品外观质量和整体质量。 4）产品长时间高速运转，两个外唇口部位磨损严重，提高胶料耐磨性可以延长产品寿命。 （2）产品结构设计 1）DF密封工作时，D、E唇口与密封挡板陶瓷面之间形成液体动压油膜。油膜的厚度至关重要，薄了会发生干摩擦，