ZJ17卷接机组蜘蛛手齿轴密封圈的改进

郇 磊，纪志敏，王 宁，王 伟，李晓东，王兴斌

（山东中烟工业有限责任公司青州卷烟厂，山东青州 262500）

0 引言

ZJ17卷接机组是20世纪我国从德国引进的世界先进技术产品，目前依然是卷烟制造的主力机型。在生产过程中，ZJ17卷接机组的蜘蛛手8个传送臂齿轴经常出现漏油、渗油现象，由于其密封圈的失效，导致渗漏出的润滑油污染烟支，直接影响了产品质量，对品牌形象也可能带来负面效应。由于蜘蛛手系统结构的特殊性，日常维修中，大多采用局部更换传送臂传动齿轴上渗油的骨架密封圈或整体更换蜘蛛手总成的方式来处理。然而频繁更换骨架密封圈，存在劳动强度大、成本高、效率低的问题，也使得产品质量无法得到有效保障，因此需要设计新型密封圈予以重点解决。

1 方案的提出与实施

通过广泛搜集资料，对所搜集资料的研究与分析后，决定在尽可能不改变蜘蛛手机构原结构尺寸[1]的前提下，通过改变传统密封形式，防止润滑油泄漏。

1.1 主要改进思路

（1）对设备的改进应以不破坏设备原结构为原则，拟采用新材料、新结构的新型密封方式来解决问题，同时需满足设备密封的需求，大幅提高密封圈使用寿命。

（2）新研制的密封机构须便于拆卸、易于安装，拆装过程中不会对齿轴产生损伤。

1.2 选用合适的密封圈形状及材料

（1）密封圈形状和密封接触面形状。外圈采用O形密封圈，内圈采用环柱状滑环密封圈，齿套处为尖唇口密封，齿轴处为矩形面密封，齿轴处为尖唇状静密封，齿轴处为矩形面动密封，不易漏油。

（2）密封圈选用的材料。油封支架选用聚甲醛材料，设计为内圈带有2个凹槽、外圈带有1个凹槽，且一端带有螺纹的组合体，O形圈选用氟橡胶，安装在环槽内，产生反弹力实现密封，选用聚四氟乙烯材料，应用两组前后串联的滑环达到阻隔油膜和防尘双重效果，两弹性体O形圈同样选用氟橡胶，安装在内圈两环槽内，产生反弹力实现密封。

聚甲醛材料、氟橡胶、聚四氟乙烯，这些材料具有耐油、耐热、耐磨损，抗氧化及耐老化的特点。

2 方案实施

根据已有思路设计新油封，新设计的油封采用新型滑环式组合密封圈（图1）取代原2个骨架油封，由滑环和弹性体组合而成，即在O形圈与旋转轴表面之间装了滑环，由O形圈的压缩量产生反弹力使滑环紧贴在滑动面上起到密封作用[2-3]。由于具有摩擦力低、无爬行、耐高压、沟槽结构简单等优点，在低摩擦阻力状况下，可使泄漏量控制到极佳状况。通过综合比较，决定内圈采用2个滑环串联，外圈则采用了O形圈的形式，2组串联的滑环和1个O形圈则是通过新设计的油封支架承载，分别对蜘蛛手的齿轴和齿套进行密封，以达到防渗防尘的效果。如图2所示，新的油封载体设计为整体结构，内圈带有2个凹槽、外圈带有1个凹槽，且一端带有螺纹的组合体。其中，内圈的2个凹槽分别安装2个串联的滑环，使其与齿轴接触，以对齿轴进行密封；外圈的1个凹槽用于安装O形圈，使其与齿套接触并密封。根据设备上实际的安装空间，将油封支架的一端（外端）设计成螺纹状，可外接新油封的安装工装（套管），以保证油封的安装质量和方便拆卸。按照上述设计方案设计组合出的新型油封如图3所示。

图2 油封支架设计

图3 新型油封

为克服原油封拆装困难的缺点，实现新油封的快速拆卸与装配，并保证安装质量，在设计新型油封的同时，还设计了安装工装，如图4所示，工装为套管状，一端带有螺纹，可与新型油封的外端螺纹相连接，以实现新油封的顺利取出和安装。新研制的蜘蛛手组合密封圈装置结构简单，易于拆装，较好地解决了蜘蛛手机构传送臂齿轮轴漏油、渗油的现象，满足了生产的需要。

图4 工装

3 结果与分析

将新研制的密封圈安装在ZJ17机组设备上，通过3个月连续跟踪观察。统计漏油次数和维修时间。换算后1 a的蜘蛛手漏油维修次数为3次，维修时间为2 h，使用新型密封圈效果提升明显，蜘蛛手机构传送臂的齿轴稍有漏油、渗油现象，且齿轴只有轻微磨损。

对于使用前和使用后的平均每台机组1 a的蜘蛛手漏油维修时间作了对比，由数据可见，减少了平均维修次数，降低了维修成本，保证了产品质量；平均维修时间也大幅缩短，减轻了劳动强度，提高了维修效率，提高了有效作业率。

4 结论

旋转轴动态封油是行业内经常面临的较为棘手的问题，润滑油的跑、冒、滴、漏现象非常普遍，通过采用新材料、新技术对骨架密封圈进行了改进，延长了更换密封件的周期，降低了旋转轴的磨损，同时安装、拆卸较为方便。为解决这一难题提供了崭新的思路和方法。