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摘 要：文章针对神华准能选煤厂原煤车间输煤系统带式输送机减速器输入、输出轴端油封处油液频繁渗漏的问题，从油封密封机理和导致其失效的主要因数进行分析，并结合现场生产实际情况，查找、总结出了油液渗漏的具体原因，且针对性地制定了相应解决措施。
关键词：输煤系统； 减速器； 油封； 渗漏； 分析；解决
引言
减速器是工业企业大量配备应用的设备，一旦漏油，不仅造成经济损失，漏油严重时会引起减速器少油、断油，使齿轮啮合面磨损加剧，进而发生咬焊或剥离，导致设备事故。而且漏油对周围环境污染厉害，对基础有腐蚀作用，这样既破坏了文明生产又浪费了不少本可收回再生的润滑油液。
神华准能选煤厂原煤车间共有sew品牌大功率减速器50台，均作为胶带输送机驱动减速器，且均处于野外露天作业，自2005年投入使用以来，大部分减速器高、低速轴陆续出现了漏油现象，尤其夏季更为严重，当胶带输送机重载运行时，减速器箱体温度可达75-80℃。这样便加速了减速器骨架油封的老化。由于更换减速器需拔联轴器，工作量大，工期长，因此严重影响了胶带输送机生产运行。
1.骨架油封密封机理
油封是通过橡胶密封唇与轴之间的配合来阻止漏油的，如图1-1说明了油封工作时的状态。
油封密封原理解释存在着许多学派，但其中的两种理论最具说服力。一种为“边界润滑理论”，即油封能封油的主要原因为唇口与轴的界面之间形成一层稳定的油膜。本理论的要点为，安装使用新油封时，其尖锐的唇部刃口在径向力的作用下与轴接触，且发生轻微变形。当轴转动时，变形部分迅速被磨损成具有一定宽度的平口（宽度约0.25～1.02mm）。此过程称为油封的磨合，该过程在短期内即告完成，摩擦力由起初的最高值迅速下降50%，并且稳定下来。通过这一平口，即可将油膜控制在边界润滑状态，从而防止了油液的泄漏。
图1-1 油封密封原理图
另一种为“泵吸”效应模型理论。该理论认为，被密封液体的表面张力有助于防止泄漏，可保证密封系统接触区的油膜处于混合润滑状态，其密封是通过油封的“泵吸"实现的。这种泵吸能力是由轴和油封唇部所形成的径向力及轴向摩擦作用产生的。这种现象是由于油液在旋转轴表面形成了GoEler—Taylor涡流，与喷射泵相似，紧密封住平面的涡流并不断旋转，产生一种内向的泵吸效应，在一定的转速下，它与被密封的流体静压力相等，因而阻止了泄漏。
2.骨架油封失效原因
根据对车间漏油减速器跟踪监测发现，出现渗油的减速器均普遍存在以下问题：①运行时温度高，夏季时最高时可达85℃；②通气帽让煤尘与齿轮油气混合物堵塞，且通气管内壁附着有锈质；③拆开油封处端盖、迷宫盘发现，轴表面在与骨架油封唇口对应处，出现光亮环状凹槽；④油封唇口磨损明显，骨架油封唇口背侧有煤尘，迷宫内有煤尘、润滑脂硬状的混合物。
2.1减速器内外产生压力差
原厂减速器通气帽体积小，通气孔较小，且通气管安装较低，箱体内油气外排时会粘附到通气帽上，当减速器停止运行时，外部空气进入减速器内，致使环境中煤尘混合空气粘到通气帽滤网上，造成通气帽堵塞。减速器运转过程中，运动副摩擦发热以及受环境温度的影响，会使减速器温度升高，通气帽的堵塞，则致减速器内压力逐渐增加，箱体内温度越高，与外界的压力差越大，润滑油在压差作用下，从缝隙处漏出。
2.2减速器运行时油温过高
当减速器工作介质的温度高于设计值，且接近于自身油封橡胶耐热限度，长时间处于高温油液中，会造成油封加速老化，甚至油封唇口处过热硬化或龟裂，造成油封失效.，出现油液渗漏现象。
2.3轴上油封磨损处出现环状凹槽以及外界粉塵杂质等磨损粒子进入到油封处
凹槽处与油封唇口之间间隙变大，超出设计范围，不易形成油膜，造成油液渗漏；外部侵入的磨损粒子随着轴的旋转，会加速油封唇口磨损或划伤唇口。
3.具体解决方案
3.1增加通气量
针对通气帽易堵这种情况，在不改变其过滤级前提下，将减速器通气帽更换为通气量更大的通气帽，并且加高通气管，通气管采用镀锌处理。M11胶带机经此改造后，运行时测得温度降低了近8℃，且通气帽不易堵塞，通气管内无锈质。
3.2降低减速器箱体温度
部分减速器在通气量满足的情况下，仍然温高，这是我们采用了增加风冷循环系统。风冷循环系统包括风扇冷却器、循环油泵、过滤器及管路。油泵从减速器箱体底部吸油，油液通过过滤器进入冷却器，经风冷后再由箱体顶部进入减速器。冷却系统的运行通过温控开关进行控制，保证了减速器在规定温度内运行。通过此改造不但保证了温降，也对油液进行了过滤。M12胶带机安装后，运行温度降低30℃.。但此方法改造成本高，占地位置大，散热效果受循环装置摆设位置影响大，不宜大量改造。
3.3调整油封位置或在轴上磨有凹槽处增加氮化套
针对轴表面骨架油封唇口对应处出现环状凹槽的减速器，先采用调整骨架油封在端盖内的安装位置来解决，将骨架油封安装到端盖内不同深度，来错开唇口与凹槽位置，防止漏油。安装时可在骨架油封与安装面间增加垫圈，防止骨架油封安装倾斜。下次再调整位置时，只需改变垫圈的厚度。此做法可大大节省检修费用。
当油封位置无调整余地时，在轴上凹槽处安装一氮化套，同时加工配套端盖，迷宫盘，并在氮化套上安装大尺寸油封。避免了输入轴或输出轴拆卸、重新金属喷镀、磨削加工等繁琐工作。此方法安装方便、成本较低，已经在多台减速器上使用。
3.4选用耐高温材质骨架油封
制造油封常用的橡胶为：丁腈橡胶、硅橡胶、丙烯酸酯橡胶、氟橡胶等，不同材料的油封使用温度范围也不同，丁腈橡胶-40℃～120℃、硅橡胶-100～250℃，丙烯酸酯橡胶-20℃～150℃，氟橡胶-40～200℃[1]。 本文所述減速器骨架油封原厂均为丁腈橡胶 由于长时间油温高，易导致其老化、失效。故采用氟橡胶材质油封代替，即使在油箱温度达到85℃，长期运转下也可以安全运行，防止其漏油。
氟橡胶材质油封较丁腈橡胶油封唇口处较硬，所以对轴尤其是高速轴的磨损较强，更容易出现凹槽，所以一般氟橡胶材质油封使用在氮化套上，效果更明显。
3.5增加双密封
处于落料点处或煤粉尘大处的减速器，骨架油封唇口背侧，迷宫盘内均会有煤尘进入，容易造成骨架油封唇口伤害，影响流体动压油膜的形成，致使封油失效。
采用双密封设计，将原有的1个骨架油封更改为2个，并且更改端盖结构，使里侧的油封主要负责封油，外侧的油封主要负责防尘，充分保证了煤粉尘无法进入到唇口处。大大增加了油封的使用寿命。此项改造由于考虑参数较多，且对端盖重新设计加工要求较高，再者更改为双密封后，油封处散热会有一定影响。故只适使用于工矿中煤粉尘浓度较大位置处的减速器。M41胶带输送机通过改造后，大大增加了油封使用寿命。
4.讨论及注意事项
以上的各项改进措施是针对神华准能选煤厂原煤车间SEW品牌减速器漏油进行的，通过各项改进措施的综合运用，减速器高速、低速轴端渗油问题得到了很好的控制。当然，除了上述特有原因外，造成减速器油液渗漏的原因还有许多。尽管以下几点并非造成减速器骨架油封渗油的主要原因，但在今后的检修维护中，仍需引起足够的重视。
（1）正确加注油量。在飞溅润滑的减速器中，负荷接近热功率时，正确的加注油量特别重要。在某些情况下仅仅是由于多加15%的油，运行温度可能升到正常温度以上15-20℃，会加速油封老化；另外，减速器在运转过程中，油池被搅动得很厉害，润滑油在机内到处飞溅，如果加油量过多，使大量润滑油积聚在轴封、结合面等处，导致泄漏。
（2）安装油封时，唇口处应均匀涂抹性能优越的润滑脂，且为薄薄一层，这样既可以防止安装时唇口翻转，又利于流体动压油膜的形成，从而保护唇口烧灼。
（3）安装完油封后，联轴器找正时，若中心偏差较大，会造成油封唇口与轴面接触不均，油封对轴的径向压紧力不均，磨损发热不均，最终导致油封损坏，润滑油液渗漏。
（4）联轴器采用热装时，严格控制加热温度，油封安装位置的轴表面采取有效地降温措施，避免由于温度过高损坏已安装的油封。
（5）定期对减速器内油液进行化验检查，防止油液质量变差，磨损粒子划伤油封唇口；水分超标，造成油封弹簧锈蚀。同时定期测量输入轴、输出轴端温度并记录，防止长时间的高温，损坏骨架油封。
（6）具有径向迷宫式密封的减速器，应定期在减速器运转状态下向迷宫盘内注入少量润滑脂，防止外界磨损粒子、煤粉尘进入，造成油封磨损。这一项尤其适用于高粉尘工矿的减速器。
参考文献：
[1] 王轶.输煤系统带式输送机减速器油封泄漏的分析与处理[J]. 起重运输机械，2008.（1）：78-80.
关键词：输煤系统； 减速器； 油封； 渗漏； 分析；解决
引言
减速器是工业企业大量配备应用的设备，一旦漏油，不仅造成经济损失，漏油严重时会引起减速器少油、断油，使齿轮啮合面磨损加剧，进而发生咬焊或剥离，导致设备事故。而且漏油对周围环境污染厉害，对基础有腐蚀作用，这样既破坏了文明生产又浪费了不少本可收回再生的润滑油液。
神华准能选煤厂原煤车间共有sew品牌大功率减速器50台，均作为胶带输送机驱动减速器，且均处于野外露天作业，自2005年投入使用以来，大部分减速器高、低速轴陆续出现了漏油现象，尤其夏季更为严重，当胶带输送机重载运行时，减速器箱体温度可达75-80℃。这样便加速了减速器骨架油封的老化。由于更换减速器需拔联轴器，工作量大，工期长，因此严重影响了胶带输送机生产运行。
1.骨架油封密封机理
油封是通过橡胶密封唇与轴之间的配合来阻止漏油的，如图1-1说明了油封工作时的状态。
油封密封原理解释存在着许多学派，但其中的两种理论最具说服力。一种为“边界润滑理论”，即油封能封油的主要原因为唇口与轴的界面之间形成一层稳定的油膜。本理论的要点为，安装使用新油封时，其尖锐的唇部刃口在径向力的作用下与轴接触，且发生轻微变形。当轴转动时，变形部分迅速被磨损成具有一定宽度的平口（宽度约0.25～1.02mm）。此过程称为油封的磨合，该过程在短期内即告完成，摩擦力由起初的最高值迅速下降50%，并且稳定下来。通过这一平口，即可将油膜控制在边界润滑状态，从而防止了油液的泄漏。
图1-1 油封密封原理图
另一种为“泵吸”效应模型理论。该理论认为，被密封液体的表面张力有助于防止泄漏，可保证密封系统接触区的油膜处于混合润滑状态，其密封是通过油封的“泵吸"实现的。这种泵吸能力是由轴和油封唇部所形成的径向力及轴向摩擦作用产生的。这种现象是由于油液在旋转轴表面形成了GoEler—Taylor涡流，与喷射泵相似，紧密封住平面的涡流并不断旋转，产生一种内向的泵吸效应，在一定的转速下，它与被密封的流体静压力相等，因而阻止了泄漏。
2.骨架油封失效原因
根据对车间漏油减速器跟踪监测发现，出现渗油的减速器均普遍存在以下问题：①运行时温度高，夏季时最高时可达85℃；②通气帽让煤尘与齿轮油气混合物堵塞，且通气管内壁附着有锈质；③拆开油封处端盖、迷宫盘发现，轴表面在与骨架油封唇口对应处，出现光亮环状凹槽；④油封唇口磨损明显，骨架油封唇口背侧有煤尘，迷宫内有煤尘、润滑脂硬状的混合物。
2.1减速器内外产生压力差
原厂减速器通气帽体积小，通气孔较小，且通气管安装较低，箱体内油气外排时会粘附到通气帽上，当减速器停止运行时，外部空气进入减速器内，致使环境中煤尘混合空气粘到通气帽滤网上，造成通气帽堵塞。减速器运转过程中，运动副摩擦发热以及受环境温度的影响，会使减速器温度升高，通气帽的堵塞，则致减速器内压力逐渐增加，箱体内温度越高，与外界的压力差越大，润滑油在压差作用下，从缝隙处漏出。
2.2减速器运行时油温过高
当减速器工作介质的温度高于设计值，且接近于自身油封橡胶耐热限度，长时间处于高温油液中，会造成油封加速老化，甚至油封唇口处过热硬化或龟裂，造成油封失效.，出现油液渗漏现象。
2.3轴上油封磨损处出现环状凹槽以及外界粉塵杂质等磨损粒子进入到油封处
凹槽处与油封唇口之间间隙变大，超出设计范围，不易形成油膜，造成油液渗漏；外部侵入的磨损粒子随着轴的旋转，会加速油封唇口磨损或划伤唇口。
3.具体解决方案
3.1增加通气量
针对通气帽易堵这种情况，在不改变其过滤级前提下，将减速器通气帽更换为通气量更大的通气帽，并且加高通气管，通气管采用镀锌处理。M11胶带机经此改造后，运行时测得温度降低了近8℃，且通气帽不易堵塞，通气管内无锈质。
3.2降低减速器箱体温度
部分减速器在通气量满足的情况下，仍然温高，这是我们采用了增加风冷循环系统。风冷循环系统包括风扇冷却器、循环油泵、过滤器及管路。油泵从减速器箱体底部吸油，油液通过过滤器进入冷却器，经风冷后再由箱体顶部进入减速器。冷却系统的运行通过温控开关进行控制，保证了减速器在规定温度内运行。通过此改造不但保证了温降，也对油液进行了过滤。M12胶带机安装后，运行温度降低30℃.。但此方法改造成本高，占地位置大，散热效果受循环装置摆设位置影响大，不宜大量改造。
3.3调整油封位置或在轴上磨有凹槽处增加氮化套
针对轴表面骨架油封唇口对应处出现环状凹槽的减速器，先采用调整骨架油封在端盖内的安装位置来解决，将骨架油封安装到端盖内不同深度，来错开唇口与凹槽位置，防止漏油。安装时可在骨架油封与安装面间增加垫圈，防止骨架油封安装倾斜。下次再调整位置时，只需改变垫圈的厚度。此做法可大大节省检修费用。
当油封位置无调整余地时，在轴上凹槽处安装一氮化套，同时加工配套端盖，迷宫盘，并在氮化套上安装大尺寸油封。避免了输入轴或输出轴拆卸、重新金属喷镀、磨削加工等繁琐工作。此方法安装方便、成本较低，已经在多台减速器上使用。
3.4选用耐高温材质骨架油封
制造油封常用的橡胶为：丁腈橡胶、硅橡胶、丙烯酸酯橡胶、氟橡胶等，不同材料的油封使用温度范围也不同，丁腈橡胶-40℃～120℃、硅橡胶-100～250℃，丙烯酸酯橡胶-20℃～150℃，氟橡胶-40～200℃[1]。 本文所述減速器骨架油封原厂均为丁腈橡胶 由于长时间油温高，易导致其老化、失效。故采用氟橡胶材质油封代替，即使在油箱温度达到85℃，长期运转下也可以安全运行，防止其漏油。
氟橡胶材质油封较丁腈橡胶油封唇口处较硬，所以对轴尤其是高速轴的磨损较强，更容易出现凹槽，所以一般氟橡胶材质油封使用在氮化套上，效果更明显。
3.5增加双密封
处于落料点处或煤粉尘大处的减速器，骨架油封唇口背侧，迷宫盘内均会有煤尘进入，容易造成骨架油封唇口伤害，影响流体动压油膜的形成，致使封油失效。
采用双密封设计，将原有的1个骨架油封更改为2个，并且更改端盖结构，使里侧的油封主要负责封油，外侧的油封主要负责防尘，充分保证了煤粉尘无法进入到唇口处。大大增加了油封的使用寿命。此项改造由于考虑参数较多，且对端盖重新设计加工要求较高，再者更改为双密封后，油封处散热会有一定影响。故只适使用于工矿中煤粉尘浓度较大位置处的减速器。M41胶带输送机通过改造后，大大增加了油封使用寿命。
4.讨论及注意事项
以上的各项改进措施是针对神华准能选煤厂原煤车间SEW品牌减速器漏油进行的，通过各项改进措施的综合运用，减速器高速、低速轴端渗油问题得到了很好的控制。当然，除了上述特有原因外，造成减速器油液渗漏的原因还有许多。尽管以下几点并非造成减速器骨架油封渗油的主要原因，但在今后的检修维护中，仍需引起足够的重视。
（1）正确加注油量。在飞溅润滑的减速器中，负荷接近热功率时，正确的加注油量特别重要。在某些情况下仅仅是由于多加15%的油，运行温度可能升到正常温度以上15-20℃，会加速油封老化；另外，减速器在运转过程中，油池被搅动得很厉害，润滑油在机内到处飞溅，如果加油量过多，使大量润滑油积聚在轴封、结合面等处，导致泄漏。
（2）安装油封时，唇口处应均匀涂抹性能优越的润滑脂，且为薄薄一层，这样既可以防止安装时唇口翻转，又利于流体动压油膜的形成，从而保护唇口烧灼。
（3）安装完油封后，联轴器找正时，若中心偏差较大，会造成油封唇口与轴面接触不均，油封对轴的径向压紧力不均，磨损发热不均，最终导致油封损坏，润滑油液渗漏。
（4）联轴器采用热装时，严格控制加热温度，油封安装位置的轴表面采取有效地降温措施，避免由于温度过高损坏已安装的油封。
（5）定期对减速器内油液进行化验检查，防止油液质量变差，磨损粒子划伤油封唇口；水分超标，造成油封弹簧锈蚀。同时定期测量输入轴、输出轴端温度并记录，防止长时间的高温，损坏骨架油封。
（6）具有径向迷宫式密封的减速器，应定期在减速器运转状态下向迷宫盘内注入少量润滑脂，防止外界磨损粒子、煤粉尘进入，造成油封磨损。这一项尤其适用于高粉尘工矿的减速器。
参考文献：
[1] 王轶.输煤系统带式输送机减速器油封泄漏的分析与处理[J]. 起重运输机械，2008.（1）：78-80.