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巧妙解決振動篩主軸組的漏油問題

 　　振動篩（見圖1）是某公司的拳頭產品，廣泛應用于化工、食品、礦山和建材等行業，占有很大的市場份額。振動篩的工作原理是由電動機作為激振源，電動機與主軸通過帶輪聯接在一起，主軸兩端安裝帶有偏心塊的平衡輪，主軸組將電動機的旋轉運動轉變為水平、垂直和傾斜的復合運動，再把這種復合運動傳遞給篩箱，引起篩面上下、左右和前后振動，調節主軸兩端配重塊的相位角度，可以改變物料在篩面上的運動軌跡，物料通過篩孔進行篩分。主軸組是振動篩的主要部件，它把電動機的旋轉運動傳遞給篩箱，轉化為篩箱的復合振動。主軸組主要由帶輪、平衡輪、偏心軸、軸承、軸承座和外殼等零件裝配而成（見圖2）。由于振動篩的工作時間較長，振動較大，主軸傳遞的轉矩也較大，這樣對主軸軸承的性能要求也較高，特別是軸承潤滑要到位，潤滑效果要非常好。因此，解決好主軸軸承的潤滑問題是延長軸承壽命，保證振動篩正常工作的一個關鍵因素。

 

圖1 振動篩示意圖

 

圖2 主軸組裝配圖

1.帶輪 2.平衡輪 3.主軸軸承 4.外殼 5.偏心輪 6.密封圈 7.軸承座 8.透蓋 9.配重塊

 

1. 振動篩主軸組的漏油現象

　　主軸軸承的潤滑有兩種方法解決，一是在軸承座上加裝油杯，通過人工加注潤滑脂去潤滑軸承；二是在主軸的封閉腔內灌注全損耗系統用油，通過全損耗系統用油的流動，滲透入軸承內進行潤滑。但是不管采用哪種方法，或者是兩種方法同時使用，不管是使用潤滑脂或全損耗系統用油，還是同時使用潤滑脂和全損耗系統用油對軸承進行潤滑，振動篩工作了一段時間后，我們總是發現左右軸承座的端面出現漏油現象，有時甚至漏油嚴重，拆開軸承座檢查軸承端蓋和密封圈，未發現任何破損和裂紋，為此，我們百思不得其解，到底漏油的原因是什么呢？

 

2. 漏油原因分析

　　針對以上兩種潤滑軸承的方法，我們分別對漏油原因進行了分析：

　　（1）第一種情況是通過油杯靠人工加注潤滑脂潤滑軸承。由于潤滑脂是凝固體，它如果要泄漏，在排除軸承端蓋和密封圈未出現任何破損和裂紋的情況下，必須具備兩個條件，一是軸承溫度急劇升高，潤滑脂由固態變成液態，流動性增大；二是主軸組封閉腔內的介質產生一個向外的壓力，迫使液態潤滑脂往外擠壓，形成泄漏。在弄清楚了潤滑脂泄漏應具備的兩個條件后，我們分析的重點就轉向了兩個問題：第一個問題是軸承溫度是如何升高的？第二個問題是主軸組封閉腔內的介質（空氣）是如何產生一個向外的擠壓力的？軸承的內圈和外圈因滾動摩擦而發熱，如果潤滑不到位，這種發熱急劇上升，導致軸承溫度升高。同時，因主軸（偏心軸）在旋轉過程中對封閉腔內的介質反復不斷地進行壓縮、膨脹，不但使封閉腔內的介質向外產生一個比較大的擠壓力，而且還導致介質溫度上升，從而傳遞給軸承，致使軸承溫度升得更高。因此，偏心軸在旋轉過程中因偏心部分對封閉腔內的介質所造成的影響是潤滑油泄漏的一個重要原因。

 

　　（2）第二種情況是在主軸的封閉腔內灌注全損耗系統用油，通過全損耗系統用油的流動，滲透入軸承內進行潤滑。在這種情況下，封閉腔內的介質就是全損耗系統用油了。同上面的分析思路，當振動篩在工作時，偏心軸的偏心部分因旋轉不斷地對全損耗系統用油壓縮、膨脹，致使全損耗系統用油在封閉腔內劇烈地運動，不斷地分離、迸合、撕裂和摩擦，油溫急劇升高，流動性急劇增大，同時也產生一個向外的擠壓力，導致全損耗系統用油源源不斷地通過軸承的裝配縫隙向外滲透漏油（見圖3）。

 

圖3　未改造前主軸斷面圖

1.偏心輪 2.潤滑油 3.外殼

 

3. 解決漏油的方法

　　根據上面漏油原因的分析，要解決漏油問題，必須做到兩點：一是保證主軸軸承維持在合適的溫度；二是消除偏心軸偏心部分在旋轉過程中對封閉腔內介質（空氣或全損耗系統用油）的影響。而且這兩點是相輔相成的，特別是后者對前者有比較大的影響。

 

　　通過實踐檢驗，采用在油杯里加注潤滑脂，同時又在封閉腔內灌注全損耗系統用油對主軸軸承同時進行潤滑，效果是最好的。一方面潤滑脂的潤滑性能好，還可以堵塞軸承裝配縫隙，防止油液泄漏；另一方面全損耗系統用油的流動性好，冷卻效果也好，這樣能確保主軸軸承處于一個最佳的工作環境。找到了主軸軸承最佳的潤滑方法，那么怎樣才能消除偏心軸偏心部分在旋轉過程中對封閉腔內介質（全損耗系統用油）產生的影響呢？我們的做法如下：

 

　　（1）在軸端對偏心軸焊接一個護套（見圖4），護套是厚度為3mm的Q235鋼板卷成的圓筒，圓筒內腔的半徑為偏心軸的半徑與偏心距之和。對偏心軸焊接護套的目的是為了給潤滑油一個相對平靜而又比較均勻的環狀運動空間，當潤滑油在這個環狀空間運動時，減少了油液相互之間的碰撞和摩擦，從而保證了油溫的穩定。同時，潤滑油在一個比較均勻的環狀空間運動，由于旋轉速度不高，其向外的離心力較小，也就確保了潤滑油的相對平靜，不至于向外泄漏，但潤滑油又能滲透入軸承內部對軸承進行潤滑。

圖4 改造后主軸斷面圖

1.偏心輪 2.環氧樹脂 3.螺釘 4.偏心軸護套 5.潤滑油 6.外殼

 

　　（2）為保證護套與偏心軸之間的聯接強度，可在護套與偏心軸之間灌注環氧樹脂，由于環氧樹脂具有強大的粘結性能，它可以把護套和偏心軸牢牢地固為一體，避免旋轉時護套發生變形。

 

　　（3）考慮偏心軸因增加了護套（護套本身有一定的重量）而抵消了一部分偏心力矩，從而降低了偏心軸對篩箱的力矩輸出。為了解決這一問題，可以考慮適當增大偏心軸的偏心距，但是偏心距不能增加太大，因為偏心距越大，偏心軸的加工成本也就越高。

 

4. 注意事項

　　在解決主軸組漏油問題時要注意以下兩點：

　　（1）在護套與偏心軸之間灌注環氧樹脂時，為了減少環氧樹脂的用量（畢竟環氧樹脂比較貴），可以先用若干條PVC管填充于護套與偏心軸之間的空間內，然后再灌注環氧樹脂，但放置PVC管時，要注意均勻分布（見圖5）。這樣大大地減少了環氧樹脂的使用量，降低了生產

成本。

圖5 改造后填充PVC管的主軸斷面圖

1.偏心輪 2.環氧樹脂 3.螺釘 4.偏心軸護套 5.潤滑油 6.外殼 7.PVC棒

 

　　（2）因增加護套需要重新確定偏心距時，其尺寸大小可以采用估算類比法確定。例如，如果原來偏心距為18mm，可以適當增大為20mm，最后偏心軸對篩箱的力矩輸出還可以通過調節平衡輪內的配重塊進行微調。

 

5. 效果評價

　　實踐證明，我們采用以灌注全損耗系統用油為主，以加注潤滑脂為輔的潤滑方式是比較合適的。而通過給偏心軸加裝護套后，主軸組的漏油問題也基本解決。據客戶反映，未加裝護套前，一個臺班至少要加注一次或二次潤滑脂和全損耗系統用油；而加裝護套后，一周才加注一次潤滑脂和全損耗系統用油。由于振動篩的工作環境比較惡劣，加注潤滑油的位置空間比較狹小，粉塵大，噪聲大，工人的安全無法保證，因此加注潤滑油的時間間隔不能太短，而解決了漏油問題后，這一時間間隔完全可以隔得很長，這樣也就極大地降低了工人的勞動強度，提高了振動篩的使用效率。

 

6. 結語

　　由于給偏心軸加裝了護套，保證了潤滑油相對平靜而又比較均勻的運動，維持了油溫的穩定，軸承潤滑既充分又徹底，還不會引起油液泄漏，因此也就延長了主軸軸承的使用壽命，確保了振動篩的正常工作，提高了機器的經濟效益。