作者：唐建新 袁为新
（煤炭科学研究总院南京研究所）
在研制HZL—30型连续式砼搅拌站时，对搅拌机轴端密封装置进行了较为深入的研究。在吸收国内外先进技术的基础上设计了新型组合式轴端密封装置。
图1是轴端密封装置结构示意图。
砼搅拌机的工作介质是含有固体颗粒的砂浆，当搅拌机工作时，它极易顺着搅拌轴侵入轴端密封，使密封面产生剧烈磨损并导致Z终失效，进而使搅拌轴及轴承等零件损坏。因此，轴端密封装置的设计对整个搅拌机的性能都是至关重要的。
图1
1.轴承；2.油封；3.支承座；4.油封；5.O形圈；6.搅拌机侧板；7.调节螺钉；8.浮封环；9.轴；10、11.浮封座
设计的轴端密封装置由四道密封组成：
道是由浮封座10，轴端法兰9及支承座壳体3之间的缝隙构成的间隙密封，该密封和由注油口A注入的油脂将阻挡住大部分砂浆进入到密封装置中来。
第二道是由一对浮封环8和与之相配的O型圈5组成的浮环密封，这是Z主要的一道密封，也是整个轴端密封的关键。浮环密封的工作原理是：O型橡胶圈5在装配时将受轴向压缩产生变形，使它一方面在浮封座10、11和浮封环8之间起密封作用，另一方面使它能对两个浮封环8加压，使两环端面之间产生一定的压力，在这个压力作用下，两环端面紧密贴合形成密封。当轴转动时，其中一个浮封环(动环)将随其转动，而另一个环(静环)则静止不动。当密封面产生磨损之后，由于O型圈5的作用，两环将自动作轴向移动进行补偿，使密封继续保持作用。
通过油口B可以往浮环密封内腔注入润滑油(脂)，以润滑和冷却密封面。
第三道和第四道密封分别由油封4和油封2组成，油封4的作用主要是用来防止浮环密封内腔中的润滑油(脂)向外泄漏，同时也可以用来阻挡砂浆。但是如果前两道密封失效，在砂浆源源不断地进入内腔的情况下，油封4的密封作用是很难保持长久的。为此我们在油封4和2之间的支承座壳体3上设计了一个漏浆孔，利用疏导的方法，将前三道密封失效后渗漏的绝大部分砂浆，通过漏浆孔排泄到支承座壳体之外，这样即使发生漏浆，在第四道密封的保护下，滚动轴承1也可以避免受到砂浆的侵蚀。同时通过对漏浆孔的观察，可以了解前三道密封的工作情况，以便及时更换和维修，避免发生更大的故障。
上述密封装置的使用性能很大程度上取决于其装配质量，特别是浮环密封，其装配质量更是直接影响该组合密封的使用效果。可以认为在装配时应注意以下几点：
(1)除了新的且保管完善的轴承、密封件外，其余零件装配前均应用煤油清洗干净，并去除上面的锐棱和毛刺；
(2)浮封环必须成对使用，不允许将新旧两个半环装在一起使用，O型密封圈用后应全部报废；
(3)安装O型密封圈时，应使其均匀地靠座在浮封环的挡口处，不得扭曲；
(4)将准备好的密封环分别安放到浮封座里时，应确保密封环放置平正，安放时可以用手指按压密封环，但决不可使用螺丝刀等尖锐工具；
(5)在将两密封环贴合到一起之前，应先在两密封接触面上涂一薄层油，但不要使油接触除密封面以外的其它部位。涂油时不可使绒布、线头等污物残留在密封接触面上。
除了以上几点，密封面之间的工作压力对密封效果的影响也很大。压力过大，将使密封面磨损加剧。压力过小，又不足以使密封面紧密贴合和补偿磨损量。根据有关技术资料，密封面之间的工作压力一般控制在0.35MPa～0.70Mpa之间较为适宜。但从目前国内砼搅拌机所用的轴端密封装置结构来看，对工作压力的大小都是不能控制和调整的。实际工作压力受到如搅拌轴、搅拌筒等零件加工尺寸的影响。这样一来不仅对这些零件的加工精度要求较高，而且装配后的实际工作压力仍然无从知道。为了能控制和调整密封面之间的工作压力，我们在轴端法兰9上设计了两个调节螺钉7，用以调节浮封座10的轴向位置，达到控制工作压力的目的。
由于浮环密封的性能同装配质量关系很大，因此装配后还应对密封情况进行检验。但装配后由于整个密封都处于支承座壳体之中，不便于观察和测量，所以目前国内许多搅拌机轴端密封在装配后都不做检验，装配质量的好坏都只是凭装配人员和检测人员的经验来判定，因此难以保证密封的可靠性。
为了检验密封的装配质量和密封效果，我们利用注油口B对密封组件进行气密性能试验。即通过注油口B将压缩空气通到浮环密封的内腔，当压力达到0.035MPa～0.07 Mpa时关闭气阀，然后通过压力表观察密封情况。如关闭气阀后能保持压力5分钟以上，则视为合格。否则应重新装配。
由于在设计、装配和检验等方面我们都做了较为细致的工作，因此在我们进行搅拌机试验的几个月中，上述密封装置使用效果良好，未发生泄漏现象，可以满足砼搅拌机对密封装置的要求。
来源：《机械设计》1998年第15卷第7期