选煤厂减速机密封系统升级改造研究探寻

郭占元

摘 要：本文针对减速机密封系统发展情况、选型要求、常用结构等内容展开分析，同时根据目前密封系统运行情况提出了三种改造方案，择优选择第二种方案进行使用，搭配着实际应用情况，评估该方案的实际应用效果，其目的在于采集有效的生产资料，为后续改造工作的顺利进行提供有效参考。

关键词：选煤厂;减速机密封系统;常用结构

在选煤厂工作过程中，减速机有着非常良好的应用，这也是确保选煤工作可以有序进行的基础。从早期应用情况来看，减速机密封系统会受到工作环境、自身质量等因素影响，导致结构在应用过程中出现应用缺陷，造成系统泄漏问题。基于此，在实际应用中需要结合现状，制定可靠的改造方案，从而有序提升减速机密封系统工作状态，延长密封系统的使用寿命。

1减速机密封系统相关内容概述

1.1发展情况

油封的发展经历了从无到有，不断完善的过程。就密封形式而言，从最初在油池壁轴孔处开回油槽，没有油封的最初阶段，到经历了第一代油毛毡式的简单密封后发展到相对广泛使用的橡胶类骨架油封、迷宫式油封。但材料性能的限制和设计原理上的缺陷，促使非接触式的机械密封成为新的发展方向。为解决传统油封安装更换的困难，剖分式油封、剖分式机械密封成为第四代密封的发展趋势。其中剖分式油封以中国 AIG 集团的专利产品 AIG5505H 为代表。剖分式机械密封以美国 CHESTERTON 公司专利产品第四代剖分式机械密封为代表。从密封材料方面，从最初的油毛毡到各类橡胶制品油封再到四氟类密封材料。现在国际上较先进成熟的以CHESTERTON- AIG 的 A202 材料为代表。

1.2选型要求

为了确保密封系统工作状态的稳定性，在实际应用中，需要注意以下几点：第一，控制好润滑油中的水分，如图一所示，据数据资料统计，当润滑油中水分达到 0.2% 时轴承使用寿命缩短48%。当润滑油中水分达到 3.0% 时轴承使用寿命缩短78%。因此润滑油水分的合理控制也是选型时需要重点关注的内容。第二，对于系统的细节参数进行控制，一般情况下，减速机需要满足便于拆卸，这样也为后续检修工作的顺利开展奠定基础。同时系统的工作温度需满足-20℃-80℃，系统工作压力保持在0kg/cm3，系统输入输出轴线速度也需要控制在20m/s以内，从而确保系统工作状态的稳定性。第三，对于系统经济性展开分析，在系统应用过程中，也需要对采购成本、检修成本、创造效益等内容进行评估，从而筛选出恰当地系统，满足相应的管理需求。

1.3常用结构

1.3.1AIG523复合油封

从目前的应用情况来看，AIG523复合油封属于经常使用到的密封件，此类材料在金属与非金属之间具备良好的密封性，能够有效杜绝材料渗透的情况。而且在结构应用中，所安装的进口指状弹簧，这样也能够确保油封系统具备均匀的预紧力。在材料选择过程中，密封件会使用专有的抗磨材料进行使用，具备较小的摩擦系数，这样也可以延长材料的使用寿命，一般情况下，其使用寿命会是传统橡胶材料使用寿命的6-10倍。另外，在实际应用中该密封系统的工作温度需满足-200℃-230℃，系统工作压力保持在3kg/cm3（有壓盖）或1kg/cm3（无压盖），系统输入输出轴线速度也需要控制在20m/s以内，从而更好地满足系统工作稳定性的要求。

1.3.2IG5505H密封圈

从目前的应用情况来看，IG5505H密封圈也属于经常使用到的密封结构，此类材料采用时钟55'及05'的交错接口，内外环剖分点都有各自的锁固方式。外环采用了由专用工具成型的球孔式切口，提高密封性能的同时实现辅助定位和自动锁紧。内环 A202 专有低摩擦材料摩擦系数只有0.11，是传统 NBR 的 1/14。在密封材料升级的同时还兼顾了不同材料的弹性系数，耐温性能及材料之间热膨胀系数对密封性能的影响。实际施工中无需拆解联轴器，缩短停机维护时间。另外，在实际应用中该密封系统的工作温度需满足-40℃-2120℃，系统工作压力保持在0.05MPa以内，系统输入输出轴线速度也需要控制在20m/s以内，结构的跳动范围控制在0.3mm以内，从而更好地满足系统工作稳定性的要求。

2选煤厂减速机密封系统升级改造备选方案分析

2.1方案一

2.1.1法兰结构调整

从实际应用情况来看，在方案改造过程中，首要任务便是进行法兰结构调整，这也是基础改造工作。具体改造内容如下：第一，根据传统法兰结构的设计缺陷，在对其进行改造处理时，可以将以往的内嵌式法兰结构改造为外法兰结构，使得结构安装便捷性得到有效提升。第二，在法兰结构固定方法的选择中，会更换为箱体镗孔攻丝，相较于以往的固定方式，此类固定方式可以更加便捷地进行拆卸，这样在使用过程中也可以为后续检修提供便利条件。第三，在螺栓固定法应用过程中，会使用带状垫片对其进行密封，而且在密封材料的选择中，使用AIG523材料来完成密封处理，从而提升法兰结构应用结果的可靠性与实用性。

2.1.2观察窗结构调整

从实际应用情况来看，在方案改造过程中，也需要对观察窗结构调整，这也是基础改造工作中非常重要的内容。具体改造内容如下：第一，根据传统观察窗结构的设计缺陷，在对其进行改造处理时，可以将以往的内嵌式观察窗改造为镶嵌式观察窗结构，使得结构安装便捷性和稳定性得到有效提升。第二，在观察窗固定方法的选择中，会更换为镗孔攻丝结构，相较于以往的固定方式，此类固定方式可以更加便捷地进行拆卸，同时也可以更加便利地进行安装，稳固性也能够得到有效提升。第三，在螺栓固定法应用过程中，会使用185带状垫片对其进行密封，具体的安装厚度并不会有明确要求，按要求对其进行安装或拆卸，从而为后续拆卸工作的顺利开展奠定基础。

2.1.3箱体上下结合面

在方案改造过程中，也需要对箱体上下结合面进行优化调整，这也是基础改造工作中非常重要的内容。具体改造内容如下：第一，根据传统箱体上下结合面安装时存在的不足，在对其进行改造处理时，可以将以往的焊接式改为“焊接+螺栓固定”模式，使得结构安装便捷性和稳定性得到有效提升。第二，在箱体上下结合面固定过程中，也会利用到镗孔攻丝结构，相较于以往的固定方式，此类固定方式可以更加便捷地进行拆卸，同时其带来的稳固效果更好，能够更好地满足结构稳固性需求。第三，在固定法应用过程中，考虑到密封层厚度会对轴承装配过程带来较大影响，因此不适合采用传统垫片密封方式进行处理，多数情况下会使用液体垫片或者密封胶进行固定，从而提升结构安装后的荷载强度，为后续拆卸工作的顺利开展奠定基础。

2.2方案二

2.2.1法兰式结构

从实际应用情况来看，在方案改造过程中，首要任务便是进行法兰结构调整，这也是基础改造工作。具体改造内容如下：第一，在此次法兰结构的改造中，继续沿用以往的内嵌式法兰结构，随后利用挤压密封的方式来完成安装沟槽的切削，并且在结构完成后使用O 圈带对其进行密封，从而提升结构整体的密封性。第二，在法兰结构固定方法的选择中，会选择箱体镗孔攻丝来作为主要的固定方法，相较于以往的固定方式，采用的该固定方法在应用中具备了更强的便捷性，更加方便结构的安装和拆卸，从而提供更多的便利条件。第三，在螺栓固定法应用过程中，与方案一中的内容保持一致，采用带状垫片对其进行密封，而且在密封材料的选择中，使用AIG523材料来完成密封处理，使结构密封性可以达到既定的安装要求。

2.2.2观察窗结构

在该方案改造过程中，也需要对观察窗结构进行优化调整，这也是进行结构改造时需要注意的内容。在具体的改造处理中，需注意以下内容：第一，在观察窗结构优化设计中，具体内容参考方案一中的相关内容，即将以往的内嵌式观察窗改造为镶嵌式观察窗结构，使得结构安装便捷性和稳定性得到有效提升。第二，对于观察窗结构的固定处理，也会使用到镗孔攻丝结构进行固定，做好观察窗尺寸、数量的控制工作，从而提升结构安装结果的便利性。而且此类结构的使用，也能够为结构安装提供便利条件，从而提升结构本身的稳固性。第三，为了满足观察窗的密封要求，会使用185带状垫片对其进行密封，但具体的垫片安装厚度并不会有明确要求，可以结合现场安装情况进行调整，满足后续便利的拆卸需求。

2.2.3箱体上下结合面

在方案改造过程中，也需要对箱体上下结合面进行优化调整，这也是具体作业过程中需要重点关注的内容。在具体的改造过程中，要点内容如下：第一，在对传统箱体上下结合面安装情况进行改造处理时，可以参考方案一中的相关内容，将焊接式改为“焊接+螺栓固定”模式，这样也能够有序提升结合面安装质量。第二，在箱体上下结合面固定过程中，也会利用到镗孔攻丝结构，此类固定方式在应用中也可以更加便利地进行拆卸，其带来的稳固效果更好，使得结构箱体可以保持较强的稳固性。第三，参考方案一中的内容，考虑到密封层厚度会对轴承装配过程带来较大影响，需要利用液体垫片或者密封胶进行固定，这样也可以有效提升箱体结构的承载力。

2.3方案三

2.3.1法兰式结构

从实际应用情况来看，在方案改造过程中，首要任务便是进行法兰结构调整，这也是基础改造工作。具体改造内容如下：第一，在此次法兰结构的改造中，可以参考方案二中的内容，沿用以往的内嵌式法蘭结构，随后利用挤压密封的方式来完成安装沟槽的切削，并且在结构完成后使用O 圈带对其进行密封，从而提升结构整体的密封性。第二，在法兰结构固定方法的选择中，可以沿用方案一中的内容，选择箱体镗孔攻丝来作为主要的固定方法，并且做好大固定参数的分配工作，满足相应的固定要求。第三，在螺栓固定法应用过程中，与方案一和方案二中的内容保持一致，但是在厚度选择中需要做好参数调整工作，从而确保结构安装结果的稳固性[1]。

2.2.2观察窗结构

在该方案改造过程中，也需要对观察窗结构进行优化调整，这也是进行结构改造时需要注意的内容。在具体的改造处理中，需注意以下内容：第一，在观察窗结构优化设计中，继续沿用方案二中提到的镶嵌式观察窗结构，并且对窗结构高度、尺寸等内容进行分析，从而提升结构安装结果的稳固性。第二，对于观察窗结构的固定处理，也会使用到镗孔攻丝结构进行固定，同样也需要做好参数分析工作，提升观察窗结构安装结果的可靠性。第三，第三，为了满足观察窗的密封要求，会使用密封胶对其进行密封，但密封胶涂抹厚度、涂抹范围也需要提前进行梳理，这样也可以提升分析结果的合理性，为后续拆卸工作的顺利进行创造条件。

2.2.3箱体上下结合面

在方案改造过程中，也需要对箱体上下结合面进行优化调整，在具体的改造过程中，要点内容如下：第一，在对传统箱体上下结合面安装情况进行改造处理时，可以参考方案一和方案二中的相关内容，将传统固定方式改为“焊接+螺栓固定”模式，这样也能够有序提升结合面安装质量。第二，在箱体上下结合面固定过程中，也需要借助镗孔攻丝结构来完成结构固定，具体参数需要管控在合理范围内，结合实际情况来调整具体参数，以提升调整结果的稳固性[2]。第三，参考方案一和方案二中的内容，考虑到密封层厚度会对轴承装配过程带来较大影响，需要利用密封胶对其进行密封处理，搭配着相应的固定结构，提升最终的密封处理效果。

2.4方案比对分析

在方案对比分析过程中，需注意以下内容：（1）在方案一的改造过程中，其能够带来的改造情况比较彻底，并且其也可以带来更好的密封效果。但是在应用过程中，会利用自由

锻及法兰热处理工艺来加工零配件，而且在箱体镗孔的加工中也需要利用镗床进行加工，耗费时间相对较长，整体改造成本相对较高。（2）在方案二的改造过程中，其可以带来更好的密封效果，能够带来的改造情况比较彻底，同时在应用中保存了原来的法兰形式，这样也缩减了结构改造周期，所使用到的经济成本相对较低。（3）在方案三的改造过程中，其可以带来更好的密封效果，同时在应用中保存了原来的法兰形式，这样也缩减了结构改造周期，所使用到的经济成本相对较低，但是在密封方式上选择了密封胶，此类方式在后续的拆卸过程比较麻烦，不利于拆卸设备拆解设备后的再密封，而且密封效果也会因此降低。综上，方案二在应用中所能够带来的改造效果比较理想[3]。

3密封系统升级改造方案应用效果分析

经过实践后可以了解到，密封系统改造后所带来的应用效果如下：

3.1密封效果

在系统未进行改良处理时，系统密封系统容易受到外界环境影响，使系统本身的密封效果有所下降，容易出现渗漏问题，而且结构内部零配件之间的摩擦力，也会随着润滑油耗损率的增加而增大，加快了零配件的磨损速度。而润滑油添加频率过高，也会增加零配件油污的堆積量，干扰到减速机的正常工作。经过改良后的减速机密封效果得到了有效提升，可以有效减少润滑油添加频率，这也避免了油污堆积、系统渗漏等恶性事故的发生。

3.2安全效果

传统模式下的密封系统，受到密封胶质量、外界环境侵蚀的影响，会出现结构间隙，这也增加了空气、灰尘的渗入概率，渗入后的空气和灰尘会混入到润滑油中，对润滑油质量带来较大的负面影响，进而加快了轴承的磨损速度，缩减了结构的既定寿命。在系统密封性得到有效提升之后，也可以避免外界空气、灰尘的渗入，这也确保了润滑油质量的合规性，使得轴承的使用寿命得到了有效延长，并且系统在运行时的安全性也得到了有效提升。

3.3事故发生率

根据以往的数据统计结果显示，在传统模式下的密封系统，因为其密封效果相对较差，泄漏问题占比总故障问题60%，而且部分渗漏点比较隐蔽，在初期很难被发现，这也造成了较大的资源浪费，对于减速机工作状态也带来了较大的负面影响。经过改造后的密封系统，在原有基础上降低了50%-70%的泄漏发生概率，这样也可以减少资源损耗量，减少了生产成本支出【4】。

结束语：综上所述，在选煤厂减速机密封系统改造处理中，需要做好法兰结构调整、观察窗、箱体上下结合面的调整工作，而相关细节也需要结合具体情况进行调整，从而提升系统改造效果，满足选煤厂密封系统的工作要求。

参考文献：

[1]林玉光.浅谈水泥行业齿轮减速机的故障分析与维护保养[J].中国设备工程，2021（09）：89-90.

[2]康永卿.选煤厂减速机密封系统升级改造研究[J].煤炭工程，2019，51（S2）：171-173.

[3]余宗奎.履带式起重机行星减速机密封系统的改造[J].工程机械与维修，2019（03）：101-102.

[4]李艳成.减速机密封系统氮化套技术的应用[J].港口装卸，2018（06）：51.