浮动密封加工和装配方法的探姜志明1,杨柯2(1.安徽理工大学,安徽淮南232001;2.淮南机械工业技术学校,安徽淮南232052)摘要:针对浮动密封与普通接触式动密封相比,具有在大量粉尘和水等恶劣工作环境中仍能长期有效密封,但加工和装配要求较高的特点,结合实例,从结构设计的合理性,加工和装配工艺以及测量控制等方面,提出如何保证良好密封效果的方法。关键词:中图号:浮动密封;TH136加工;装配方法文献标识码:B1引言煤矿用掘进机位于掘进工作面内,环境相当恶劣,掘进时产生大量的粉尘和水。其上的减速器输入输出轴,若采用普通的接触式动密封(如带有骨架的皮碗密封),在粉尘、煤泥的堆积和水的浸泡下,常过早磨损失效,致使减速器中挤入大量的煤泥和水,造成轴承、齿轮等元件的损坏。为此常改用图1中件5和件6所示的浮动密封环。但其对密封的结构设计以及密封零件的加工精度和装配要求较高。实践证明,只有采取一定的措施才能达到在上述恶劣的工作环境中长期有效的密封效果。2浮动密封的结构特点和影响因素分析2.1结构特点浮动密封属于接触式机械密封如图1所示。它由浮封环和O形圈组成,并且成对使用,其中一个浮封环随旋转件旋转(称旋转环或动环),另一个浮封环相对静止(称静止环或静环)。浮封环由压铸型高合金白口铸铁制成,装配时在轴向施加一定的预紧力。O形圈受压缩产生变形,其储存的弹性力在密封端面间产生必要的比压,以保证旋转环和静止环的密封面紧密贴合。密封面磨损后,O形圈释放弹性力使密封面仍然能保持良好的贴合,从而起到轴向补偿作用。O形圈与浮封环、座腔之间相对静止,起到密封作用,并依靠弹性体的摩擦力传递力矩使旋转环与密封座腔同速旋转。2.2影响因素分析从加工和装配的角度分析,影响浮动密封性能的因素主要有:(1)两密封面的平行度一对浮封环采用同一材料经精密加工后,工作表面粗糙度值为Ra0.2μm,表面硬度达HRC65～70。浮动密封面宽度初始值2～3mm,密封端面为刚性接触,其间无附加的可发生弹性、塑性变形元件填充补偿密封端面的间隙。因此,安装后两密封面之间的平行度是影响密封性能的重要因素。图1减速器简图Fig.1Diagramofdecelerator11箱体21大锥齿轮31偏心盘41调整垫51浮封环61O形圈71螺钉81浮封座(2)密封端面的比压p端面的比压p决定了密封力的大小,它是影响密封性能的主要因素。为了保证良好的密封性能和较长的使用寿命,必须控制密封力的大小,以获得合理的端面比压。浮动密封端面比压p一般为0.3～0.6MPa,浮封环直径大时取值偏小,反之取值偏大。当所处环境较为恶劣时,应取较大值。3浮动密封的加工和装配(1)浮封座的加工浮封环和O形圈均为标准件,主要是保证带有浮封座腔零件的加工质量。图2为图1中件8浮封座零件的简图。从图中可见,浮封座腔为一内锥面,O形圈靠这个内锥面托起浮封环,加工中一定要保证内锥面的形状精度以及它与安装定位面之间的同轴度和垂直度。本例中的浮封座由于结构设计的原因造成其刚性很差,容易产生变形。必须采用专用夹具装卡加工,以尽量减小加工中可能产生的变形,浮动密封加工和装配方法的探讨———姜志明,等2004年第8期·48·否则就不能保证装配时两密封面间的平行度要求。1所示的减速器中,要求浮动密封的轴向预紧力为(1700±200)N。在装配过程中预紧力的大小难以直接测量,但一定的轴向力下浮动密封组装后的轴向尺寸(如图4中的尺寸H)却较易准确测出。另一方面,浮封座内锥面形状和尺寸的变化,O形圈的软硬程度等都会影响到轴向尺寸的大小,因此,控制相关零件的尺寸和形位公差,选择好O形圈的材质是十分必要的。一般每套浮动密封组件均需逐一测量、调整,这就使得为保证浮动密封达到良好密封效果,进行调整环节的结构设计显得十分重要。如图4所示的减速器,将输出齿轮轴安装并调整好后,在装齿套、浮封座前,先将O形圈和浮封环放入上述零件的浮封座腔内,竖起放在平板上。根据轴向预紧力的大小配好重块(应包括零件本身的自重),压在齿套上,测量尺寸H前后的变化量以及上述各件的轴向联系尺寸,然后再装在箱体上。通过修配浮封座底面或加垫片的方法,最终保证装上挡圈后,尺寸H的变化量与加重块时测得的值一致,从而保证了所需的轴向预紧力。该结构测量、调整简单方便,轴向预...