河北迁安化肥股份有限公司造气车间共有8台煤气发生炉,炉条机蜗杆轴轴封为骨架唇形密封圈,内包敷钢制骨架。炉条机油封材质为丁氰橡胶,蜗杆轴材质为40Cr调质处理。在使用过程中丁氰橡胶强度远远低于轴的强度及硬度,但橡胶回弹性优于金属轴,油封与轴的配合属于过盈配合,长时间使用双油封会在轴表面划出1圈宽30 mm、深0.5~1 mm的浅痕,时间愈久划痕愈深,二者的过盈量愈小,导致润滑油泄漏,威胁着轴承及蜗轮蜗杆的安全、稳定运行。
针对旋转轴出现的划痕导致油封泄漏,曾采用热喷涂、电刷镀、氩弧焊及外委激光熔覆等多种方法对轴进行修复,但因施工工艺较为复杂、修复周期长、价格昂贵或堆焊合金后轴杆变形不易调直等缺点而放弃修复。之后经过不断摸索,找到了较为行之有效的维修方法,即在轴颈镶嵌F-4(聚四氟乙烯)对轴进行修复。
蜗杆轴油封位轴径75 mm,配合2个油封75 mm×105 mm×12 mm。在修复过程中对轴径进行校核,取轴径72 mm(沟槽直径)。将 F-4环加热至180~200 ℃,用木锤将F-4环装配于轴的沟槽处;装配后再将F-4环外径由82 mm再加工至81 mm,2件油封的总宽度为24 mm,F-4环宽度按30 mm制作。双道油封随之改为80 mm×105 mm×12 mm两件。
炉条机蜗杆轴及立轴在修复改造后运行的8~9个月时间里,油封再没有出现润滑油或水泄漏的现象,证明镶嵌F-4轴套取得了成功。
炉条机小齿轮运行至9个月的周期时,解体对油封进行检查,蜗杆轴立轴油封位表面出现了1道浅浅的划痕,深0.5~0.7 mm;而在小齿轮第2个周期进行检查时,划痕深至1.0~1.2 mm,即使在第2个周期配合末期,油封位也只是出现了轻微的渗油现象。
由此,在轴颈镶嵌F-4(聚四氟乙烯)对轴进行修复,耗时短,费用少,对轴的直线度不会有任何影响,效果大大优于其他修复方法;镶嵌F-4后旋转轴可连续使用18个月;当油封位再次发生泄漏时只需对镶嵌的F-4进行更换即可,旋转轴的使用寿命可长达4.5年以上,并且轴的报废也不是因旋转轴油封位磨损所至。按蜗杆轴、立轴使用周期4.5年,两种轴的年费用为1.244万元,修复费用不超过150元/根。旋转轴改造既延长了轴的使用周期,又减少了维护、运行费用,改造非常成功。
通过对油封位镶嵌F-4,节约了备件费用,提高了经济效益。之后,公司对合成车间8FHC-8接力泵泵轴其他的轴类修复改造时,也借鉴了炉条机轴改造的成功经验,都取得了较好的效果。