浮动油封在采煤机上的应用分析.pdf

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3 . 、 }/ 7 一 文章编号 1 0 0 3 . 0 7 9 4 0 0 3 - m1 9 - 0 2 浮动油封在采 上的应用分析 樊秀芹.韩军.李玉明.王德春 杌氟 黑龙江 鸡西 1 1 o 0 一 t 。 3 0舌 摘要对浮动油封的结构及在采煤机上的应用效果进行了分析, 提出了令詹改进及发展趋 势。 关 键 词 浮 动 必浮 环 ; 密 封 腔; 端 面 比 压 关 键 词 进 墨 型 j 堕 ; 童 兰 塑 奎 重 些 垦 , 中固号T H1 3 6 ;T D 4 2 1 . 6 文献标识码 ’ A 1 浮动油封的工作性能分析 浮动油封抗污染 能力强, 耐磨、 耐冲击、 工作可 靠、 泄漏量小、 寿命长、 端面磨损能自动补偿, 因此被 广泛应用于采煤机截剖部低速端面密封上, 其结构 如图 1 所示。 田 1浮动油封的结构 .1 r a c t u r e 0 ft l l ef l o a tin g s 曲l 1 辔封畦2 . O 簪 密封圈3 浮环 工作原理 密封腔将 0形橡胶密封圈固定 , 在压 缩的 0形橡胶密封圈的弹性力、 密封介质的压力、 滚 动轴承的轴向负荷作用力的综合作用下, 在旋转浮 环和静止浮环 的相互接触表面上产生适当的压 紧 力 , 使这两个端面紧密贴合。 端面闯将维持一层极薄 的油膜, 达到了密封的目的, 浮动油封能否正常工作 取决于两端面问能否建立稳定可靠的润滑油膜和及 时将摩擦热导出。 2 浮动油封的动态性能及运动参数分析 浮动油封的P 口 值就是浮环的p 值. 影响着密 封靖面问油膜的形态和厚度, 是衡量机械密封耐磨 性和耐热性的重要指标。 当 P e 值超过一定数值范 围后, 端面问便不可能维持~个基本完整的油膜, 使 密封端面间的最佳摩擦工况遭到破坏。 所以, P e 值 应限制使用在一定范围内, 即实际使用中 p 值应 小于材料许用[ P ] 值。 材料许用[ P ] 值与摩擦副 材料、 表面粗糙度、 流体性质 澜滑性、 粘度等 接触 状态以及端面几何尺寸等有关。 一 £ 一 一 D 一肼 l O z 式中 一浮环密封端面所受总作用力 , N D 浮环公称直径 , c m Dl 浮环密封端面内径 , c m 浮环密封端面受力 F Fs FLR F 式中F r 一 压缩的 0形橡胶密封圈对浮环的轴 向力 . N F 广密封腔内介质作用力, N 尺 浮环接触端面油膜 推开力, N F 滚动轴承轴向负荷对浮环的推开力, N 1 压缩的 0形橡胶密封圈对浮环 的轴 向力 Fs 0形橡胶密封圈在浮动油封中处于橡胶压缩弹 簧的工作状态。 其压缩后的总弹性力为 , 受力分 析如图 2所示。 轴向力对浮环有推动作用。 图 2受力示意图 F , 1 F n r c e s c h e ma t i c d i a g r a m Fs F s i n l 5 。 E C i3 . 6 1 2 , 2 2 S C 0. 1 l 7 e _ S AL / Ar 式中 E 橡胶弹簧的弹性模量 , M P a A L 橡胶弹簧的承载面积, m m 2 .产 _ 橡胶弹簧的压缩量, m m . , 一 维普资讯 2 0 煤 矿 机 械 2 o 0 0年第 3 期 橡 胶弹簧的高度, d o , m m 隶 征几何形状影响系数 A r 一橡胶弹簧 自由面积, l n 】 一 剪切弹性模数 2 密封腔内介质作用力 密封腔内介质作用力 F L 吾 D 一 d { P L x l 0 2 式中d l 轴径 , p 广 一 密封腔介质压力, M P a 3 浮环接触端面油膜推开力 浮环接触端面油膜推开力 R D 2 一D } p l O 2 p口 印 L 式中 P 一 浮环接触端面平均压力, MP a d 反压力系数 油 口0 . 3 5 4 滚动轴承轴向负荷对浮环的推开力 由于滚动轴承外环与静浮环 固定在一起, 内环 与动浮环随轴一起转动。 内环在滚筒轴 向负荷作 用 下, 有一轴向力在其轴向游隙范围内对动浮环产生 一 轴向推开力 p k _『一 式中p 滚筒所受的截割阻力 , N P. . 1 9 1 0 0 0 0 N. i 。 一 m 9c 一 电动机额定功率 , k W f 截割部主传动系统的总传动比 截割部主传动系统的总传动效率 电机转速, r / m l n D c 滚筒直径, c m L K 滚筒端盘部分载齿的截割宽度, m J 滚筒的有效截深 , m 5 p 值的确定 浮动油封 P 值为 0 . 3 5~0 . 3 7MP a , 因此, 为确保采煤机正常工作, 必须通过以上参数来保证 P o [ p ] 。 3 对浮动油封改进的探讨 我厂现行生产的浮动油封 , 虽在原骨架油封基 础上大大提高了密封效果 , 基本解决 了采煤机低速 端面密封的漏油问题, 但 由于浮动油封端面比压虽 满足了小于[ P ] 值, 其值偏低, 接近许用端面比 压。 往往在安装质量和长时间工作情况下, 造成橡胶 老化, 使端面 比压过低 , 造成渗漏现象也是时有发生 的。 因此, 改进浮动油封结构是非常必要 的。 在美国生产的 6 i S 3 型电牵引采煤机上的浮动 油封的橡胶密封圈的结构就 是一个 很好 的改进途 径 。 该形密封圈的断面结构如图 3所示 , 在 同等工 作条件下与其他 O形密封圈相 比, 由于其中间是空 心的, 自由面积较小 , 因此其 s值略有增加 , 同时菝 形密封圈的胶料为氟橡胶, 邵尔硬度较 O形密封圈 的胶料 I 一2 高, 不易老化。 因此, c值也有所增大 , 相应的 n 值也增大 固 3密封圈断面结构 Fi g . 3 S e c t i o n l r u c t l t r e o f fl o l i n g wa s h e r 由于浮环其他条件不变, 而只是 F⋯ P P 相应 增大 , 且增加幅度不大。 因此, P 值仍能在许用范围 内, 但 比0形圈的 P 值略高, 故密封效果很好 所以, 在提高采煤机制造质量的同时, 为提高浮 动油封的密封效果, 从改进密封圈的结构人手. 由 0 形密封圈向矩形或接近矩形断面的密封圈过渡 . 是 一 条极好 的途径。 参 考 文 献 [ 1 机械设计手册[ M]北京 化学工业出腼社 [ 9 9 4 [ 2 ] 机械设计手册[ M] . 北京 机械工业出版社, 1 9 9 1 [ 3 ] 采掘机械[ M ] . 北京 高等教育出版杜. 1 9 8 l 作者简介樊秀芹. 船 岁, 工程师. 1 9 9 0年毕业于黑血江矿业学 院矿山机械专业 , 现从事电牵引栗煤 机设计与研究工作 收稿 日期 1 9 9 9 - I 1 - 1 5 An a l y s i s a nd a p pl i c a t i o n f o r f l o a t i n g s e a l o f t h e s he ar e r F A N Xi u - q i n . RA N J a n. LI Yu - mi n g 。 WANG De . t h an [ J i x l C o a l Mi n e Ma c h i n e r y F a c t o r y , J i x i 1 5 8 1 0 0 ,C h l n a A b s t r a c t T h i s p a p e 。 l y 。 s t m 0 f n 0 a t i “ g s e a l a n di t g p p l i e a t i 。 n e fi e c t i nt h e g h e a r e r . r a i s e si mp r o v “ B and d e v e l o p i n g t e n d e n c y o f fl o a t i n g g e a 1 . Kd y wo r d s fl o a t i n g sea l i fl o a t i n g w a s h e r ; s e a l c a v i t y ; e n d s p e c i f i c p r e s s u r e i } 维普资讯
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