试论浮动密封在煤矿机械上的应用问题.pdf

( 2 )前横粱整体稳定性校核 ( a )校核公式 G B T 3 8 1 1第 5 6 2 2情 况 b )，立体 车库 前横梁属于在两个和互相垂直的平面内都受弯 的构件，横梁采用 了热轧 H型钢按照下列公式 计算校核： ( M X b W X )+ M Y w Y 0 = 1 7 5 N m m 2 校核结果为：前横粱整体稳定性校核不符 合 G B T 3 8 1 1的规 定 。 5 事故原因分析 5 1 直接原因 ( 1 ) 支承横移轨道的横梁水平外弯，致使轨 距增大，当轨距大于轮距所能允许的极限值时， 车轮脱离轨道， 导致2 0 4 车位移动框架侧翻坠地 ， 设备、车辆受损。 ( 2 ) 横梁水平外弯的原因 ( a )轨道偏心布置 ，横梁偏心受压产生的 水平分力推动横梁水平外弯； ( b )横梁在立柱位置作开 口处理的施工工 艺加剧横梁外弯； ( C )车轮偏斜运行对轨道产生的侧向力加 剧横梁水平外弯； ( d )定位轮对轨道产生侧 向外推力致使横 梁进一步外弯。 5 2 主要原因 前横梁设计时对其整体稳定性考虑不完备。 设计仅对横梁的垂直抗弯能力进行 了校核，没 有校核横梁偏心受压工况下的水平抗弯能力。 没有考虑到框架运行时产生的附加水平侧向力， 采用定位轮 ( 水平靠轮)设计时对其可能导致 Ac a d e m i c 学术 横梁水平外弯、轨距增大的危害性预估不足。 支承横移轨道 的前后横梁在立柱位置作开缺 口 处理，导致横梁承载能力下降。 5 3次要原因 ( 1 ) 横移框架系统制造安装未提出明确的质 量要 求 根据制造单位提供的施工图纸中，多张图 纸未见相应制造、安装工艺要求。在制造、安 装过程 中出现的误差及其累积扩大效应，使得 在产品使用过程中可 能产生啃轨、爬轨、水平 侧向分力导致轨距增大等问题。 ( 2 )维护保养解决问题能力不足 在车库投入使用后， 虽然发现了横梁变形、 轨距增大等 问题，并采取了诸如钢丝绳缆索牵 拉限制变形，改用带轮缘车轮，调整定位轮 限 制车轮逃离轨道等整改措施，但未能彻底消除 安全隐患，设备故障和安全隐患逐步积 累，在 某时间段某区域 内积聚并集中爆发。 6 事故预防建议 ( 1 ) 设计单位对车库的承载状况重新进行校 核计算，并考虑车库顶棚与车库共用支承立柱 的安全 性 。 ( 2 ) 制造安装单位应加强产品制造安装过程 的质量控制，确保产品质量达到设计要求。 ( 3 ) 特种设备发现故障和隐患后，应立即停 止使用，待彻底消除安全隐患 以后，方可再次 投入使用。 试论浮动密封在煤矿机械上 的应用 问题 中煤科工集团武汉设计研究院 一 常琰 摘要 ： 本文对于在较为恶劣工作环境中所应用的动密封中的浮动密封技术进行分析 ， 特另 动密封的结构分析入手 ， 研究了分析影响浮动密封密封效果因素 ， 希望对于今后 在较为恶劣工作环境中， 比如多泥沙、 煤粉、 水气等煤矿生产的环境下，动密封 中的浮动密 封则具有 比较强的密封性能，其主要适用于低 速重载场合 ，属于紧凑型的机械密封。在煤矿 机械中具有结构简单、工作可靠、端面磨损后 能 自动补偿、较强耐磨性等优点，因此，浮动 密封在煤矿机械上应用较为广泛 ，具体在减速 器、连续采煤机 左、右截割滚筒、掘进机装载 机构、刮板输送机机头 ( 尾 )链轮组件方面都 有应用。考虑到煤矿机械设备的实际工作环境 的恶劣性 ，要想处理在施工使用过程中的出现 的渗漏等密封失效情况则较为困难 1 ，所 以， 应该充分了解浮动密封的结构以及选型等问题 ， 主要好加工和安装方面的问题，应该尽量保证 较长的使用寿命和浮动密封 良好的密封性能 。 1 浮动密封的结构分析 浮动密封则是 由一个静密封环和一个动密 封环所组成，从本质上来看，则是一种单端面 的机械密封。基本上存在两种常见的结构，一 种是 D F型密封 ，就是矩形结构的密封弹性体 的 密封；另外一种则是 D O型密封 ，则是密封弹性 体为 0形结构 的密封。在上述两种形式 的浮动 密封中，在柔性 的橡胶圈内放置浮封环，其都 是由两个橡胶圈和支撑零件，还有两个外形完 全相同的金属浮动密封环所组成 2 。 浮动密封本质上是一种单端面的机械密封， 由 1 个动密封环和 1 个 静密封环组成。常见的 结构有 2种，一种是密封弹性体为 0形结构的 口 问题进行探讨 ， 从浮 有一定帮助。 密封，简称 D O型密封，另一种是密封弹性体为 矩形结构的密封，简称 D F型密封。 这 2种形 式 的浮动 密封 都是 由 2个外 形 完全相 同的金属浮动密封环 ( 简称浮封环 )和 2个橡胶 圈及支撑零件组成，浮封环放在柔性 的橡胶 圈内。对于其浮封环的轴 向截面来说， 考虑到不 同结构 的橡 胶 圈特 点，D O型 则为马 鞍型的轴向截面。表面粗糙 度 R a 6 3 ，锥体斜 度一般为 2 O 。，锥体表面 的径 向跳动 量则为 0 2 m m ，具有较窄的密封环接触面亮带宽度，其 为3 0 5 m m ， 在这种经过研磨的表面中， 2 4 。 的斜面则是亮带内侧，表面粗糙度则为 R a O 8 ； 对于 D F型浮动密封来说，精密铸造表面要求在 密封 圈接触的外径和其浮封环内径上，在进行 中国机械 M a c h i n e C h i n a 25 3 Ac a d e m i c 学 术 轴承钢制造 时，规定表面粗糙度为 R a 2 5 ，对于 斜度为 15 O l6 O的圆锥面的铸造来说 ， 要求表面粗糙度为 R z l 5 0 ，0 2 m m则是表面的圆 锥度和径向跳动量，相比于 O D 型浮动密封来说， 向内的倾斜度和浮封环接触面亮带尺寸都一样， 所以，对于不同结构的两种浮动密封来说存在 基本一致的密封机理。 2 影响浮动密封密封效果的因素分析 在分析影响浮动密封密封效果因素过程中， 一 方面 具有橡胶圈和浮封环本身的质量问题 ， 此外，其他相关影 响因素还包括使用、安全 、 加工浮封座腔等方面。 2 1橡胶圈及浮封环材质及技术方面要求 为了避免橡胶 圈和浮封环 的不配要转配 问 题，应该要求在包装供货中成对包装浮动密封 的浮封环，最好能配套提供橡胶圈。往往采用 具有耐油性、耐老化性、耐磨性等较好的丁晴 橡胶制成制成 。 含油性和耐磨性则是对于浮封环材料 的要 求，所 以， 目前大多的做法则是耐磨合金喷涂 在浮封环的工作表面上，或者采用高铬钼 的合 金铸铁 。对于高合金钢来说，具有较高强度 ， 毛坯热碾压成形，金属组织得以有效改善，具 有稳定精度和较高的耐磨性。对于浮封环 的技 术要求，则是应该研磨而成，工作面表面粗糙 度为 R a O 1 ，H R c 6 O 一7 2则是需要达到的工作端 面的硬度，平面度精度等级在 5级以上，其中， 亮带 内侧则是 2 “ 4 。的斜面，要求工作面亮带宽 度进行一定的控制，往往在 3 0 5 m m左右。 2 2安装问题探讨 成套使用浮封环则要求在装配过程 中，杜 绝搭配使用新旧浮封环。在进行安装前，一定要 首先确保不存在啃伤、裂纹等问题，经过仔细检 查，特别是不允许划伤、划痕出现在亮带处，如 果发现，则应该马上进行更换。在安装过程中， 确保浮封环端面的干净，在进行涂黄油操作。进 行装备过程中，确保在座腔内的橡胶圈的位置， 不能出现歪斜及扭曲情况。对于高合金铸铁加工 的密封环来说，具有较大脆性，则应该在拆装过 程中尽量避免出现磕碰情况 密封端面应与座腔 外端面平行则在安装过程中需要注意。 对于安装 D F型浮动密封来说，相比浮封环 的相配直径来说，其橡胶圈内径少打 l m m 左右， 可 以轻松安装，相比于坐腔的相配直径，橡胶 圈的外径则稍小 l 2 m m ，用手就能装入，利用橡 胶圈外径上的斜楔与坐腔涨紧。 控制密封力的大小则是在进行浮动密封装 配 的关键问题，一般理论上 ，则是通过和密封 端面 的接触面积 以及端面 比压莱计算得到所需 要的密封力大小，但在实际生产中，所需要的 密封力则是通过进一步旋加轴向上的预紧力而 获得 ，要想计算装配过程 中的轴向预紧力则十 分困难，但 是，可以测量在预紧力作用下浮封 座的安装间隙A 。根据相关标准规定，在 D O型 浮动密封中， A 为 3 4 - 0 5 1n m 在 D F 型浮动密封中， A 为 r2 m m 。 橡胶圈的压缩率、 浮封环的装配位置、 轴 向载荷都是由安装间隙所决定。 2 3座腔 的加工及测量 问题探讨 在 D O型浮动密封中，影响密封效果另外一 个重要因素则是座腔尺寸及形状 的加工精度问 题。0形橡胶圈的密封则是依靠给定的变形量， 浮动密封 的轴向压力会在座腔尺寸及形状有误 差的情况下受到影响， 不能产生足够的压缩量。 密封作用在严重超差过程中则不能具备，对于 过小的尺寸则存在装不进入的问题。所以，应 该较高要求D 0 型浮封座腔的加工和检测问题。 在尽可能的条件下，为了保证座腔内中径尺寸 和斜面角度，采用数控车床来加工座腔。对于 D F型浮动密封来说，并没有一些特殊的加工要 求，这是因为其具有较为简单 的坐腔结构。但 是，对于上述两种 型式的浮动密封来说，径向 跳动为 0 1 m m ，要求在坐腔 内部的表面粗糙度达 到 R a 6 3 R a 3 2 范围内， 过渡处要求圆弧处理， 不能够存在明显的凹凸台以及锐角和毛刺等 。 4 结语 对于浮动油封整体来说，其密封效果往往 取决于座腔、橡胶 圈和浮封环三者的有机结合 性，要求上述三者进行有效的配合，另外，为 了保证较长的使用寿命 以及 良好 的密封性能， 还应该在装配环节、采购质量、加工环节等方 面 进行严 格控 制 。 参考文献： 1 吴帅 ，王红生 ，杨秀秀 ，等 机械密 封在渣浆泵应用 中的失效分析 J 煤矿机械 ， 2 0 0 8 ， 2 9 ( 1 2 ) 2 1 孟彪 分析煤矿机械密封的应用及预 防措旋 J 科技信息 ，2 0 1 1 ， ( 3 0 ) 作者简介： 常琰 ( 1 9 8 1 年一 )， 男， 本科学历， 工程师， 从事机械设计及研究工作。 浅析锅炉检测 的方法和实际运用 的重 要性 I = l = 江苏 研究院连云港分院 江苏连云港 一 陈松 摘要 ： 在锅炉制造工艺迅猛发展的背景下 就需要进一步提升锅炉检测水平。只有 随着我 国经济社会的快速发展，我国的锅 炉制造和检测工艺也取得 了明显提升。锅炉在 实际运行过程中会受到多种因素的影响，也会 出现一系列 问题。这些 问题的出现与锅炉前期 设计制造有非常密切的联系。在实际工作过程 中只有进行高水平 的检测才能够使得锅炉能够 正常平稳的运行。科学高效地锅炉检测具有重 要意义。 锅炉检测通常分为外部检测、 内部检测 以 及水压试验等几个方面的 内容。针对锅炉检测 的方法我们也主要是从 以上三个方面来进行深 25 4 M a c h in e C h in a 中国机械 要。 锅炉的制造和使用水平。 出了更高的要求 ， 而为了适应这一要求 入细致地分析。 1 外部检测的方法 在外部检测过程中工程人员通常是采用 目 视的方法来进行检测。当前 目视检测，在我国 实施的还 比较少，但是西方发达国家都开始采 用这项技术。目视检测是无损检测的首要方法。 加强对该方法的研究具有重要意义。 通常情况下 目视检测就是要通过罗燕或者 放大镜来对锅炉的组件以及外表面状况来进行 科学高效地