截割减速器密封结构的分析与改进

孙 雷 宋丽爽

（北方重工集团有限公司传动设备分公司，辽宁 沈阳 110141）

近年来，随着我国煤炭行业的快速发展，煤巷用掘进机逐步向高产，高效，安全方向发展，朝着重型化，强力化，大功率和机电一体化方向发展。因此，为适应掘进机的发展趋势，其承载部件-截割减速器的开发设计显得格外重要。

以我公司新开发的EBZ320掘进机用截割减速器为研究对象，对其高速轴轴端密封结构形式进行科学合理的设计，并根据以往经验，提出改进措施，为掘进机截割减速器高速轴轴端密封的设计提供理论依据。

1 密封结构的作用

旋转或摆动装置要求有润滑油来保证使用寿命，为了把润滑油保存在系统内和避免污染环境，通常要在轴端安装密封装置。

常用的密封机构是骨架油封，在自然状态下，油封内径比轴径小，即有一定的过盈量。油封装到轴上后，其刃口的压力和自紧弹簧的收缩力对密封轴产生一定的径向抱紧力，遮断泄露间隙，达到密封目的。骨架油封对机器的振动和主轴的偏心都有一定的适应性且拆卸容易，检修方便，价格便宜。因此，在减速箱的设计中，常常采用骨架油封作为轴端密封装置。

2 掘进机用截割减速器高速轴轴端密封结构

通过对国内外知名掘进机生产厂家的调研及有关文献的收集分析，我们认为采用骨架油封的方案是可行的，经济的。并结合型号为EBZ320的主机要求，我们将截割减速器的高速端结构设计成了如图1所示的形式。

骨架油封的密封唇口与轴的接触面形成一层动力油膜，由于轴的微观表面不平，通过泵吸供给作用，实现密封。通常采用双唇结构的骨架油封，这样就可以起到对内防油，对外防尘的双重作用；由于掘进机的实际工作环境比较恶劣，为了保证截割减速器的密封作用，在高速轴端的两处所需密封位置均设置并行的两个油封，大幅提高密封的可靠性。

为了确保该处轴端密封结构的可靠性，将端盖的内孔直接加工成一通孔，这样可以提高孔的同轴度，骨架油封的轴向固定通过孔用挡圈来实现。轴采用磨削加工，避免径向跳动和动态偏心。安装时采用必要工具，避免野蛮安装。

3 高速轴轴端密封装置出现故障的原因分析

通常情况下，在保证轴、孔加工精度的基础上，骨架油封是可以很好的起到密封作用的。但是从现场使用反馈的情况看，对于整体结构比较紧凑的减速器来说，高速轴轴端位置处的密封还常出现漏油的现象。

通过合理的分析，我们推断出了产生这一现象的原因。高速轴端位置处的端盖同轴承形成封闭腔，输入轴转速快，温度高，且轴承转动过程中，高转速的情况下易形成风幕，导致该封闭腔压力大。当骨架油封的泵吸作用克服不了该压力值时，就会产生油封漏油的现象。对于减速器的低速端，从用户反馈情况看，由于转速低，几乎不存在漏油现象，该实际使用经验也从侧面佐证了该分析结论的正确性。

因此，通过各种方法确保封闭腔同箱体内部压力一致，对缓解漏油问题很有效果。该方案在各类齿轮箱的设计中已经成功推广使用，几乎杜绝了高速端油封漏油的现象。

4 截割减速器高速轴轴端密封结构的改进

由图1所示，由于该截割减速器结构设计很紧凑，导致高速端两处（输入轴和高压供水管的进水口）密封结构位置处的端盖和轴承之间的密封腔空间狭小，很容易产生上述论断中的漏油现象。为了防患于未然，根据第3章的分析，应该对该高速轴轴端密封结构给予合理改进，改进后的结构如图2和图3所示。

为了解决减速器工作后封闭腔里外压力平衡的问题，笔者对输入轴位置处的轴承座及端盖的结构进行了改进，见图2。在轴承孔的上下两端分别加工适当宽度的槽，且不加工成通槽，这样既不影响轴承的安装也不会形成额外的漏点；相应的端盖止口位置分别加工成豁口，这样就保证了封闭腔里外的连通。

如图3所示，对于高速端供水管位置处的密封结构改进方案如下。鉴于该处结构轴承所支撑的齿轮轴（二）并没有轴头儿伸出到减速器箱体外，通过靠近密封结构方向的轴面90度垂直孔的加工，就很巧妙的实现了封闭腔内外压力实时平衡的目的。

结语

截割减速器是掘进机的重要组成部件，密封效果的好坏又直接影响着减速器的整机性能，因此合理的设计密封结构就显得格外重要。通过上述方案的改进，使得该截割减速器的高速端密封结构更加合理，提高了密封作用的可靠性。能够有效的避免漏油现象的产生。

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