干井密封在立式减速器中的应用

王德娟 吕剑华

(1.久益环球(天津)装备制造有限公司；2.祥威机械设备传动有限公司)

输出轴向下安装的减速器被统称为立式减速器，被广泛应用于医药、化工、制药、食品及环保等行业，其防污染、防漏要求较高，对减速器密封有严格要求。由于减速器立式安装，对油封的压力较大，减速器长期运转时容易造成油封老化、磨损，导致减速箱内的稀油容易从输出齿轮与封油圈之间沿输出轴流入到油封处，造成磨损的油封被稀油溶解，并沿输出轴渗漏出去，致使箱体空腔内稀油不足，润滑度降低，加快了输出齿轮和输出轴的磨损，而且被溶解的油封渗漏还会造成环境污染，特殊工况下密封泄漏可能会引起爆炸。为此，有效防止立式减速器的漏油显得尤为重要。

1 原密封结构分析

立式减速器输出轴做旋转运动，所需密封为旋转动密封，常用的立式减速器输出轴上的密封结构如图1所示，由双唇密封和密封端盖组成，此双唇密封是依靠弯折了的橡胶弹性力和附加环形螺旋弹簧的扣紧作用而紧套在轴上，阻断了泄漏间隙，达到密封作用。图2是在图1的基础上加了迷宫密封的机构，对油封起到保护作用，防止外界灰尘或其他杂质进入。但是这两种设计结构都是靠单唇或者双唇油封来达到密封目的，经过长时间的运转，润滑油通过齿轮被甩入密封腔, 进入密封腔的油量越来越多,压力越来越高, 于是油液便主要以渗透的方式泄漏出来，导致密封失效。

图1 常用的密封结构示意图

图2 加装迷宫密封的密封结构

2 干井密封的原理与结构

2.1 干井密封的原理

干井式密封结构通过降低稀油油位，输出轴轴承采用油脂润滑，通过密封套筒、输出轴和输出齿轮，将箱体分成稀油与干油润滑两部分，稀油与干油润滑分开，可以完全杜绝输出轴漏油的情况发生，并延长输出轴封的使用寿命，保证设备正常运转。

2.2 干井密封的结构与实现方式

图3所示为一种防漏油的减速器立式安装干井密封机构。该机构采用分箱结构，箱体内设有空腔，并延伸至箱体外，输出齿轮置于箱体空腔内，并与输出轴以键连接传递扭矩，封油环设计成迷宫形式置于输出齿轮的下端，使液体很难进入空腔内，并且密封油环设计成内凹的形式，形成存油室(图4)，即使在高速运转的时候有部分液体进入，也会存在油室内。但需要强调的是，箱体内润滑油的高度低于封油环，为了尽可能降低油位，此种应用应采用强制润滑方式，密封套筒上部与封油环以间隙配合，并加工有3个沟槽,这样即使液体油在减速器运转时进入到封油环内，也会通过沟槽回流到箱体。密封套筒与输出轴之间有留有2mm左右间隙，下部有两种设计形式：一种是密封套筒与箱体通过平面密封与箱体螺栓连接，实现定位，并在箱体内与密封套筒配合表面加工凹槽，用以放置密封圈(普通O形圈即可)，使液体油更难进入空腔内；另二种是密封套筒与箱体过渡配合，在密封套筒的外表面加工凹槽，用以放置密封圈。

图3 立式安装干井密封机构示意图

图4 密封油环结构

输出轴的输出部分设有轴承座，轴承座内设有轴承和轴承端盖。输出轴与油封环过盈配合，双唇油封装在输出端盖和油封环之间。油封环的设计考虑为保护输出轴，即使油封环有磨损，更换方便成本也低，而轴承端盖既定位轴承，又可以作为放置油封的油封室。轴承端盖的设计结构，一方面实现密封的轴向定位，另一方面保护油封免受粉尘或者化学物品的腐蚀，使其延长寿命。由于轴承采用油脂润滑，实现箱体外注油。在输出轴上，装有挡油环，置于轴肩与定位环之间，挡油环为了更容易控制油脂量，防止注油时油脂往空腔上部流动，此时注油量就可以根据端盖上加工的管螺纹孔观察，当发现有油脂挤出，则停止注油。

3 结束语

针对现有立式减速器密封技术存在的不足，设计了一种防止漏油、渗油的立式减速器干井密封结构，该结构能够减少输出齿轮和输出轴的磨损，安全系数高，并能延长密封的使用寿命。