根據(jù)水泥回轉(zhuǎn)窯托輪密封系統(tǒng)的工作特點(diǎn)，提出一種新的密封方案———帶喉箍的雙向K 型油封。探討雙向K 型油封材料的選取和密封制作模具的結(jié)構(gòu)，借助有限元ANSYS 工具分析得到雙向K 型油封的最優(yōu)過盈量。帶喉箍的雙向K 型油封的跟隨性好，密封可靠性高，能保證旋窯托輪良好的密封。

　　水泥回轉(zhuǎn)窯( 旋窯) 設(shè)備是一個(gè)有一定斜度的圓筒狀物，斜度為3% ～ 3. 5%，借助窯的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)促進(jìn)料在旋窯內(nèi)攪拌，使料互相混合、接觸進(jìn)行反應(yīng)。窯頭噴煤燃燒產(chǎn)生的大量熱量，以輻射、對(duì)流、窯磚( 窯皮) 傳導(dǎo)等方式傳給物料，物料依靠窯筒體的斜度及窯的轉(zhuǎn)動(dòng)在窯內(nèi)向前運(yùn)動(dòng)。

　　惠州塔牌回轉(zhuǎn)窯在生產(chǎn)過程中，托輪軸密封失效漏油嚴(yán)重，部分油沿托輪端面流到托輪表面造成托輪表面油污較多，托輪與輪帶的摩擦力較大，影響了回轉(zhuǎn)窯的正常上下竄動(dòng)，雖然每次檢修時(shí)都更換密封，但效果不理想。本文作者通過對(duì)旋窯托輪支撐輥軸承密封的分析，提出一種新的密封方案———雙向K 型油封，并結(jié)合借助有限元分析方法，確定雙向K 型油封的結(jié)構(gòu)參數(shù)。

故障分析

　　旋窯的基本結(jié)構(gòu)如圖1 所示，其由3 個(gè)托輪支撐軸承座組成。托輪軸承座內(nèi)密封安裝部位如圖2所示，密封圈主要起到防止軸承座內(nèi)部的油液泄漏和外部塵埃的進(jìn)入，從而保證拖輪的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。密封圈通過壓蓋壓緊，以防止密封圈隨托輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)。由于設(shè)備龐大，拆卸困難，密封圈基本采用剖分結(jié)構(gòu)。

圖1 回旋窯組成示意圖

圖2 旋窯托輪軸承密封安裝圖

　　托輪軸承密封系統(tǒng)使用工況見表1。

表1 密封系統(tǒng)工況條件

　　目前惠州塔牌回轉(zhuǎn)窯使用的密封圈為由設(shè)備廠家提供的高密度羊毛氈，通過羊毛氈外部開槽安裝拉伸彈簧來(lái)實(shí)現(xiàn)鎖緊，從而保證密封效果。但從實(shí)際使用情況來(lái)看，該密封圈為個(gè)體周期很短( 一般上機(jī)幾天出現(xiàn)泄漏) 。該密封圈主要存在以下問題:

　　(1) 羊毛氈容易磨損失效；

　　(2) 外用彈簧拉伸一定時(shí)間后無(wú)法保證對(duì)羊氈的正常壓力， 最終導(dǎo)致羊毛氈與軸接觸面無(wú)法壓實(shí)，從而產(chǎn)生漏油；

　　(3) 采用稀油潤(rùn)滑，油液會(huì)滲入羊毛氈，當(dāng)羊毛氈滲入的油液飽和后，就會(huì)出現(xiàn)泄漏；

　　(4) 羊毛氈提供的預(yù)緊力小，只能起到刮油的目的；

　　(5) 由于窯身存在一定的傾斜及上下竄動(dòng)，羊毛氈補(bǔ)償不了竄動(dòng)所帶來(lái)的間隙，從而導(dǎo)致泄漏。

密封結(jié)構(gòu)的改進(jìn)

　　從現(xiàn)場(chǎng)泄漏情況來(lái)看，托輪軸承2 泄漏最為嚴(yán)重，主要是托輪軸承2 處在支點(diǎn)位置，既要承受托輪軸承1 處進(jìn)料帶來(lái)的沖壓力，又要承受托輪軸承3 處出料帶來(lái)的失重，在窯身傾斜及上下竄動(dòng)的情況下，對(duì)密封的要求更為嚴(yán)格。因此首先針對(duì)托輪軸承2 的密封進(jìn)行改進(jìn)。

　　根據(jù)托輪軸承座密封的使用要求，新設(shè)計(jì)的密封必須考慮防塵功能及回彈性，要求材料的彈性好，密封可靠性高; 產(chǎn)品必須要軸向與壓蓋壓緊，防止產(chǎn)品打轉(zhuǎn); 產(chǎn)品要求跟隨性好，在托輪上下竄動(dòng)時(shí)能自動(dòng)補(bǔ)償; 因設(shè)備裝拆困難，只能采用剖分形式。基于托輪軸承座密封的要求，提出4 種密封結(jié)構(gòu)，并對(duì)其密封性能進(jìn)行了比較分析。

結(jié)論

　　根據(jù)水泥回轉(zhuǎn)窯托輪軸承座密封的使用要求，提出了一種帶喉箍的雙向K 型油封并借助有限元分析分析密封唇部的最佳設(shè)計(jì)值。目前該產(chǎn)品應(yīng)用于惠州塔牌旋窯2 號(hào)托輪軸承的密封，密封效果良好，產(chǎn)品密封可靠性高，具有推廣應(yīng)用價(jià)值。