异型坯拉矫机二级减速机改进

学术论文 2007-11-16 01:29:21
 

方长德

    马钢异型坯铸机于1997年从美国CONCAST公司引进,实际生产运行时,设计中的一些不足之处陆续暴露出来。异型坯连铸机为铸流,每流采用4台拉矫机。工作时由电机驱动一、二级蜗轮蜗杆减速机(由美国克利夫兰公司制造),带动拉矫辊转动将铸坯拉出。工作制度为连续运行,工作环境温度较高。自1998年使用以来,减速机陆续发生了多次损坏故障。
    1.减速机损坏原因分析
    减速机损坏部位为蜗杆轴承及蜗轮轴颈,因减速机采用传统的骨架油封,长期工作在高温环境中油封老化、磨损输出轴的密封失效,将轴颈磨毛,减速机内润滑油流失严重。由于二级减速的蜗杆处于垂直位置,上部轴承靠下部叶片泵循环供油润滑,污物、磨屑料吸入泵后将泵损坏,使上轴承缺油损坏。
    2.改进方案
    要解决减速机损坏问题必须改进减速机的润滑和密封方式,增加密封的可靠性。为此,选用了艾志机械公司的磁力密封(图1)取代原有的骨架油封,并对减速机的结构进行改进。磁力密封结构由4部分组成:

       

    (1)动环。动环是嵌有磁性元件的合金环,外侧面烧结耐磨、润滑性能良好的碳和石墨,与轴是间隙配合。可长期在磁力的作用下与静环保持密切贴合且自动补偿磨损,无需人工调整。
    (2)静摩擦面。由尺寸稳定性好、硬度较高的耐磨合金制成,工作表面极为光滑。
    (3)波纹管。由耐高温、耐油且具有很好弹性的特种橡胶制成,确保轴有较大窜动量时能够有良好的补偿性能。它通过机械夹持的方式与静环、端盖连接。
    (4)O形圈。轴与动环的结合表面依靠材料为VITON的O形圈来密封。
工作时依靠动静环间的磁力作用相互吸引,在波纹管的辅助作用下,摩擦面密切贴合达到良好的密封效果。
    3.磁力密封与骨架油封比较(表1)
                                        表  1

      

    4.减速机结构改进
    鉴于蜗杆转速较低(约25r/min),将原蜗杆上端轴承的供油方式改为脂润滑,在轴承下部增加一道磁力油封,形成单独的轴承箱。根据磁力油封的安装要求,对端盖适当改进。
    5.安装步骤
    (1)先将端盖、弹性元件和静环用螺钉装配起来,结合面涂胶确保接缝密封可靠。
    (2)将轴颈磨毛部位处理平整,去除毛刺,将动环耐摩材料朝外由轴端推入轴上适当位置,不要装到位,推入时保持平直,防止损伤O型圈。
    (3)将端盖、弹性元件和静环装入,推入静环时,将动环一同推至工作位置,保证动静环之间密切贴合。
    (4)检查动静环间的贴合情况,确保无杂质及间隙,同时确保同轴度良好。盘动减速机,保证轴与动环之间无相对运动。
    (5)固定端盖,试车。
    6.使用情况
    在异型坯连铸机的5台拉矫减速机上使用磁力密封后,至今已正常运转13个月,杜绝了减速机漏油现象。从长期使用的角度看,磁力油封可大幅降低油品消耗及设备维修费用,有很高的使用价值。

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