Technical
旋轉(zhuǎn)接頭泄漏分析與改造
公布于：20019.8.29標(biāo)簽：液壓回轉(zhuǎn)接頭，高速旋轉(zhuǎn)接頭，液壓旋轉(zhuǎn)管接頭
旋轉(zhuǎn)接頭作為機(jī)械設(shè)備轉(zhuǎn)動(dòng)部件與非轉(zhuǎn)動(dòng)部件的連接體,在各類機(jī)械設(shè)備中,使用比較廣泛。我公司板帶工程冷軋項(xiàng)目從日本引進(jìn)的五機(jī)架冷連軋機(jī)組,其開卷機(jī)使用的2 套用于脹縮液壓缸供油的旋轉(zhuǎn)接頭,為20 世紀(jì)70 年代的產(chǎn)品,在調(diào)試生產(chǎn)中,頻繁發(fā)生旋轉(zhuǎn)接頭兩端部因骨架油封密封損壞而造成泄漏噴油故 障。本文對(duì)此結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析和技術(shù)改造。
冷連軋?jiān)O(shè)備中,開卷機(jī)以軋機(jī)中心線對(duì)稱布置于首架軋機(jī)前,用于承載鋼卷重量和開卷,并在開卷過程中形成和控制帶鋼后張力。開卷機(jī)布置結(jié)構(gòu)見圖1 。開卷機(jī)整體通過液壓缸驅(qū)動(dòng)沿滑軌 3 移動(dòng)接近鋼卷,然后由脹縮液壓缸 2 推動(dòng)四棱錐斜楔插入鋼卷內(nèi)孔并脹緊鋼卷,液壓缸工作壓力7 M Pa ,開卷機(jī)主軸5 通過2 套英制系列雙列圓錐滾子軸承4 、6 支承,軸承徑向游隙 0 .14 ～0 .22 mm ,開卷機(jī)座體與滑軌襯板間設(shè)計(jì)間隙0 .06 ～0 .24 mm ,旋轉(zhuǎn)接頭1 剛性連接于開卷機(jī)主軸端脹縮液壓缸的尾部。旋轉(zhuǎn)接頭結(jié)構(gòu)見圖2 ,接頭兩端各安裝 1 套圓錐滾子軸承3 和6 ,軸承靠?jī)?nèi)泄的液壓油潤(rùn)滑,端部采用骨架油封2 和8密封,旋轉(zhuǎn)接頭轉(zhuǎn)軸4 與襯套5 間采用間隙密封,轉(zhuǎn)軸尺寸 900-0 .022 ,轉(zhuǎn)軸外圓柱面為光面,未開環(huán)形槽,襯套孔尺寸 90+0.035 ,泄漏到前端軸承腔的液壓油,通過襯套上一條 5 mm 孔道,匯流到后端軸承腔,然后經(jīng)泄油口7 通過外接油管流回油箱。旋轉(zhuǎn)接頭兩供油管通過 42·4 無縫鋼管與外部管路連接。
從現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備結(jié)構(gòu)和環(huán)境工況分析,造成旋轉(zhuǎn)接頭泄漏主要有兩方面原因。 (1)開卷機(jī)主軸使用的圓錐滾子軸承,徑向游隙0 .14 ～0 .22 mm ;開卷機(jī)座體與滑軌間設(shè)計(jì)間隙0 .06～0 .24 mm ,實(shí)際間隙達(dá)1 .5 mm 左右。軋制帶鋼時(shí),首架軋機(jī)與開卷機(jī)間將形成 19 ～35 kN 的張力,使得開卷機(jī)機(jī)體頭部上翹,由于旋轉(zhuǎn)接頭剛性連接于開卷機(jī)主軸端脹縮液壓缸的尾部,開卷機(jī)各部件的所有間隙,都將造成旋轉(zhuǎn)接頭的偏心,按照尺寸關(guān)系換算,開卷機(jī)主軸前端圓錐滾子軸承0 .18 mm 平均徑向游隙、座體與滑軌間的1 .5 mm 間隙,引起的旋轉(zhuǎn)接頭偏心分別為0 .34 mm 和0 .35 mm ,兩者累計(jì)達(dá)到0 .69 mm的偏心,由于旋轉(zhuǎn)接頭供油管與外部采用鋼管連接,因此,旋轉(zhuǎn)接頭的偏心除部分被外接液壓鋼管的長(zhǎng)度撓性緩解外,其余部分將直接造成轉(zhuǎn)軸與襯套間的偏心摩擦,從而加劇磨損。此問題可由現(xiàn)場(chǎng)新更換的襯套運(yùn)行1 周時(shí)間,其內(nèi)孔出現(xiàn)較嚴(yán)重劃痕而得到驗(yàn)證。同時(shí),這種隨轉(zhuǎn)動(dòng)周期性的偏心也容易造成骨架油封唇口擠壓翻邊而發(fā)生密封失效泄漏。這是發(fā)生旋轉(zhuǎn)接頭泄漏的主要原因。
間隙密封是利用運(yùn)動(dòng)副間保持一很小的間隙,使其產(chǎn)生液體阻力來防止泄漏的一種密封方法,要求運(yùn)動(dòng)部件間的間隙要合適,并盡可能小,但不妨礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)的順利進(jìn)行,一般間隙值為 0 .02 ～0 .05 mm 。間隙密封的缺點(diǎn)是:泄漏大,磨損后不能補(bǔ)償,僅適用于尺寸較小、壓力較低、速度較快的場(chǎng)合。骨架油封允許工作壓力一般為 0 .3 MPa 。隨著配合面磨損的增加,油液內(nèi)泄量增大,而原設(shè)計(jì)襯套上一條 5 mm 孔道排油不及時(shí),造成左端軸承腔壓力升高,導(dǎo)致油封破損泄漏。同時(shí),油封質(zhì)量?jī)?yōu)劣對(duì)使用壽命也有一定影響,質(zhì)量差的油封唇口橡膠與骨架接合不緊密,容易發(fā)生破裂。
將旋轉(zhuǎn)接頭供油管與外部管路的剛性連接改為膠管柔性連接,消除開卷機(jī)主軸及座體的偏心影響, 改善轉(zhuǎn)軸與襯套間的工況環(huán)境;(2)由于受結(jié)構(gòu)限制,不易實(shí)現(xiàn)前端軸承腔增設(shè)泄油口,因此,將襯套原設(shè)計(jì)一處 5 mm 孔道,改成均布兩道 7 mm 孔道,增大泄油的通流量;(3)原旋轉(zhuǎn)接頭泄油是接入液壓系統(tǒng)總泄油管后,流回油箱,后發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)總泄油管泄油量較大,且有一定壓力,故將旋轉(zhuǎn)接頭泄油采用單獨(dú)泄油管路接回油箱;(4)選用唇口橡膠與骨架接合較為緊密的質(zhì)量較好的油封產(chǎn)品。
經(jīng)過技術(shù)改造后,實(shí)踐證明,解決了旋轉(zhuǎn)接頭頻繁泄漏噴油的故障,降低了設(shè)備故障率和維護(hù)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度,減少了泄漏油對(duì)乳化液的污染,降低了設(shè)備維護(hù)和生產(chǎn)成本,提高了機(jī)組生產(chǎn)作業(yè)率,取得了顯著效益
部分旋轉(zhuǎn)接頭型號(hào)參考：