1 存在的问题

　　浮动油封具有结构简单、密封可靠、寿命较长等优点。目前，釆煤机摇臂行星机构输出轴处的密封多釆用浮动油封，其结构如图1所示，它由两个完全相同的耐磨金属环和0型圈组成。

图1 浮动油封结构

　　生产实践中，摇臂用浮动油封常难以到预期寿命而失效。一旦浮动油封失效，则工作而煤尘会进入摇臂，造成整个行星机构的损坏、影响生产效率和设备运行经济性。提高釆煤机摇臂用浮动油封的可靠性问题急需解决。

　　2 影响浮动油封使用寿命的因素

　　浮动油封在摇臂上的安装情况如图2所示，图中压盖相当于静环腔，滚筒连接套相当于动环腔。

图2 浮动油封在摇臂上安装情况

　　安装时，两0型圈受压缩产生弹性变形而分别压紧与其接触的两锥面。工作时，0型圈分别与其相接触的两锥而间形成静密封，在动、静浮封环的密封而上形成动密封。动、静浮封环密封而的内侧呈锥形面，以便工作时润滑剂通过毛细作用和离心力进入密封面，形成一层很薄的油膜，实现密封、润滑和冷却。

　　在使用过程中，浮动油封的失效既有动密封的失效也有静密封的失效，影响浮动油封使用寿命的因素主要有如下几种原因。

　　2.1 装配间隙S(见图1)调整不当

　　浮动油封的密封效果与动、静浮封环密封上的压力密切相关。压力过小，浮动油封中0型圈的压缩量就小，无法提供足够的补充预紧力，浮封环或0型圈一经磨损，就会产生泄漏现象；若压力过大，则使得润滑油无法进入密封而形成油膜，造成对接面发热、过度磨损甚至粘结，将大幅降低浮动油封的寿命。

　　摇臂装配过程中，浮封环密封而上的压力主要是通过调节装配间隙S和拧紧图2中压紧螺栓来保证的。而在实际装配过程中，无法保证装配间隙S，即无法保证浮动油封密封面上的压力，是浮动油封无法达到预期寿命的重要原因。

　　2.2 浮动油封质量差

　　0型圈的性能主要指其硬度和耐油、耐温特性。若0型圈硬度不在规定的范围内，则在装配过程中,滚筒连接套与端盖间的距离达到装配间隙S时，动、静浮封环对接而上的压力不是过大就是过小,造成动密封因压力过大而烧坏或因缺压而漏油；0型圈的耐油、耐温性不好，将造成0型圈早期老化或塑性变形使得静密封失效。

　　而浮封环的质量指的是其密封面的耐磨性和形成油膜的难易程度。若浮封环材质不耐磨，在使用寿命周期内浮封环对接面就会严重磨损，造成动密封失效；有些浮封环虽然耐磨，但不易在浮封环对接面上形成油膜,使用过程中浮封环粘结烧坏，造成浮动油封早期失效。

　　2.3 加工问题

　　浮动油封对行星机构中的某些零件具有较高的尺寸精度、形位公差及粗糙度等要求，加工时达不到这些要求将会出现浮动密封磨损储备量减小、0型圈磨损、密封而压力过大或过小等现象，造成浮动油封过快失效。

　　2.4 装配问题

　　在浮动油封的装配过程中，浮封环的背锥或浮封腔的内锥上不允许有油存在,否则将造成0型圈与二者间的摩擦力减小而产生摩檫现象，将加速0型圈的磨损造成静密封失效；浮动油封在往浮封腔里安装完毕后，0型圈往往有扭曲、缠绕等现象，且密封而高低不平，这将使得浮动油封在工作过程中浮动量过大，也会造成浮动油封的早期失效。

　　2.5 维护问题

　　浮动油封在使用过程中，摇臂行星机构缺油或油质脏污起不到要求的润滑作用也是浮动油封动密封损坏的重要原因之一。

　　另外，在滚筒装煤的反作用力，釆煤机工作一定时间后，图2中的压紧螺栓易出现松动现象，造成浮封环对接面上的压力减小，导致动密封失效漏油。这就要求釆煤机检修工在检修釆煤机时注意观察油液的油位和清洁度，定期检查压紧螺栓是否松动。若出现不达标现象，应立即采取措施。

　　3 浮动油封试验装置的研制

　　在研究上述因素对浮动油封使用寿命的影响、比较不同厂家浮动油封的性能的基础上,研制了浮动油封试验装置，其结构如阁3所示。

图3 浮动油封试验装置结构

　　通过该试验装置，可进行如下试验：

　　(1)能够模拟摇臂用浮动油封的工作环境。通过图3中的轴向加载装置能够调节装配间隙S，进而调节浮封环对接面上的压力，通过油箱调节油液的油质，并可以通过油箱中的加热器调节油液的温度。由此可以测量不同工作条件对浮动油封使用寿命的影响。

　　(2)能够观察浮动油封的装配情况对其密封效果的影响。如0型圈扭曲装配情况下、密封而与行星机构轴线不垂直情况下、浮封腔内锥与浮封环外锥有油等情况下对浮动油封密封效果的影响。

　　(3)能够测量装配间隙S与浮封环对接面上压力的一一对应关系，为装配间隙S的调整提供依据；并可在不同装配间隙S下，测试浮动油封的漏油、温升与磨损等情况。

　　(4)通过试验数据，能够比较不同厂家浮动油封的性能并筛选出性能优异的浮动油封供采煤机使用。

　　借助该试验装置，对MG550/130-WD釆煤机摇臂用浮动油封进行试验，选择两个厂家(A厂和B厂)产品进行对比。试验得出了浮动油封密封面压力与装配间隙S的一一对应关系、不同条件下对浮动油封密封效果的影响程度等。试验结果表明，A厂的浮动油封在0型圈的硬度、弹性和浮封环的耐磨性、温升、动态密封特性等方面明显优于B厂产品。因而在该釆煤机摇臂上选用了A厂产品进行使用。

　　4 提高浮动油封可靠性的措施

　　根据影响浮动油封使用寿命因素的分析与上述试验装置的相关试验结果，提高摇臂用浮动油封的可靠性可釆取以下措施。

　　(1)选用质量较好的浮动油封。借助浮动油封试验装置，能够在相同工作条件下，比较不同厂家浮动油封性能，筛选出质量较好的浮动油封供采煤机使用。

　　(2)提高相关零件的设计加工精度。主要指浮封腔的设计加工精度，并按照设计图纸进行检验，合格则使用，不合格需加工至合格或作报废处理。

　　(3)规范浮动油封装配工艺，确保在装配过程中,浮封腔的内锥和浮封环的背锥上无油及其它污物存在，0型圈没有发生扭曲,浮封环密封面与行星机构轴线的垂直度在允许范围内，图2中的压紧螺栓已拧紧并有足够的防松措施等。

　　(4)加强日常维护。在使用过程中，根据规定选择油液型号、油位标准等，并定期更换摇臂行星机构油液与检修压紧螺栓，确保浮动油封具有良好的工作环境。

　　以上措施已在MG500/1130-WD型、MG500/1380-WD型与MG600/1540-WD型等釆煤机上应用。实践结果表明，浮动油封的使用寿命有了显著提高，达到了预期效果。

　　5 结语

　　随着煤矿生产的发展，采煤机的可靠性越来越受到重视。浮动油封是摇臂的关键零部件，其使用寿命直接了影响了摇臂乃至整机的可靠性。木文介绍了浮动油封在釆煤机应用上存在的问题，分析了影响浮动油封可靠性的因素，研制了浮动油封试验装置并进行了相关试验，提出了提高浮动油封可靠性的措施，延长了浮动油封的使用寿命。

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