双压区浓缩机密封装置的优化设计

2020-05-18殷镜波宋凤敏吕庆龙石宝传

机械工程与自动化 2020年2期

关键词：浓缩机毛毡轴承座

赵黎，殷镜波，宋凤敏，吕庆龙，宋磊，石宝传

(1.山东水利职业学院，山东日照 276800； 2.泗水县职业中等专业学校，山东济宁 273299； 3.日照市工业学校，山东日照 276800)

1 双压区浓缩机及工作原理

双压区浓缩机主要用于废纸脱墨浆处理系统中对浆料的洗涤和浓缩，其结构示意图如图1所示。

1-主动辊；2-流浆箱；3-滤网；4-螺旋输送机；5-喷水管；6-刮刀；7-从动辊；8-机罩；9-白水盘

双压区浓缩机由一张以915 m/min的高速度绕主、从动辊(主、从动辊转速为350 r/min)运行的滤网以及流浆箱、螺旋输送机等组成。0.8%～1.5%的低浓度浆料从流浆箱通过喷嘴喷射在滤网和主动辊之间的压区中，通过滤网和主动辊之间的第一次挤压作用大量脱水而浓缩成纸条状，这些条状浆条保持在滤网上，通过滤网与从动辊之间的第二次挤压作用进一步脱水后脱离网面，落至辊面上而被刮刀刮下卸料。该机排出的浆料浓度为10%～15%，排出的浆料通过螺旋输送机运走，脱除的含有油墨粒子和填料的白水从白水盘底部排出。

2 双压区浓缩机存在的问题

双压区浓缩机在使用中漏油问题严重，导致轴承磨损、筛网损坏、出浆浓度不稳定、生产效率降低、停机率高、维修成本增加，严重影响了企业的生产，给企业造成很大的经济损失。

3 原因分析

双压区浓缩机的研制主要是借鉴了国外技术，对于轴承密封装置也是参考国外技术设计而成。由于国内密封件质量和轴的材料及加工质量与国外有一定差距，因此国内研发出来的双压区浓缩机漏油严重，通过研究分析，产生漏油的主要原因是：双压区浓缩机的主、从动辊以350 r/min转速高速旋转，主动辊(如图2所示)两端由轴承座支撑，轴承座内轴承的密封选用接触式密封(毛毡圈密封，如图3所示)，使得密封元件与轴之间形成滑动摩擦，与密封元件接触的轴表面如不进行淬火处理和磨削加工，接触表面粗糙度大，不光滑，则加速轴与密封元件之间的磨损，磨损间隙逐渐增大，产生漏油现象。

1-带轮；2-轴承座；3-主动辊；4-主轴；5-轴承座

4 解决措施

针对上述情况，目前唯一的解决方法就是更换毛毡圈，但这样拆装困难，费时费力，停机率高，待机时间长，造成整条生产线停机，严重影响企业生产。为了从根本上解决问题，必须改进现有密封的设计方式。

从密封件选用原理上分析，接触式密封是靠密封元件与结合面的压紧产生接触摩擦而起密封作用。由于密封元件与轴直接接触，工作时产生摩擦、磨损并温度升高，因此接触式密封适用于中、低速运转条件下轴端的密封，不适用于高速。

非接触式密封是密封元件不与轴直接接触，留有间隙，因此对轴的磨损很小，适用于高速运转轴的密封。由于双压区浓缩机的主、从动辊高速旋转，因此轴承所用密封元件不应采用接触式密封，而应选用非接触式密封。

1，2-毛毡圈

4.1 组合密封结构设计

对图3毛毡圈密封结构形式进行改进优化设计，将接触式密封改成毛毡与迷宫式密封组合的结构形式，如图4所示。迷宫圈1和6与轴连接，并随轴一块旋转；迷宫压盖2和5与轴承座壳体连接，迷宫圈与迷宫压盖接触处形成迷宫间隙，对被密封介质产生节流效应而起到密封作用；毛毡圈3和4与迷宫密封组合，起到双重密封作用，提高了整体密封效果。

在组装迷宫圈与迷宫压盖时，保证其之间留有2 mm间隙，并在间隙中填充密封润滑脂，其防尘、防漏油效果更好，密封可靠，无摩擦损失，使得密封元件和轴承使用寿命增加。