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防水防尘密封组件设计制造技术(可应用于托辊、减速机及其它旋转机械设备防水防尘密封) —— 文章正文

目前带式输送机生产企业对托辊密封的设计思想通常为通过尽可能增加密封齿数量及增加密封齿复杂度的方法,以增加流道长度及流体流通弯道陡度的途径提高密封性能,但在设计时未能准确地以密封机理以及密封结构组件的几何参数对流量系数影响的线性关系为设计依据进行优化,因而,普遍存在以下缺陷:

因受托辊径向尺寸及加工难度等限制,密封流道的长度和密封齿的布局均为有限,密封的效果均不显著,同时,对于煤矿井下运行环境会同时阻隔粉尘、淋水等至少两种流体,且不同流体的物理性能和流动性能的差异明显,所以,对两种及以上不同性能的流体均达到良好的密封效果更难以实现;

在运行一定的周期后,特别是运行3000小时后,由于临近托辊轴端的密封齿内无法消除积灰的堆积,从而显著降低密封效果,同时明显增加托辊的旋转阻力;

由于密封组件的加工材料通常选用塑料,在运行一定周期后因材料的老化或变形,易导致密封效果下降明显,同时增加密封齿间的摩擦阻力造成托辊旋转阻力增加。

本项目在进行托辊密封设计时充分、准确地依据了密封机理及密封结构几何参数对流量系数影响的线性关系,并根据煤矿井下粉尘和污水的物理特性和流动特点,应用计算机仿真和实验室实验方法,通过优化密封结构中关键参数及其关联关系参数,选用适应的密封组件加工材料及其加工工艺,对托辊密封进行了优化设计。本项目优化设计的密封具有对污水(包括淋水、浸水)和粉尘同时有效阻隔,运行中无添加托辊旋转阻力,且结构简单、加工和装配方法简洁、价格较低等特点。

      

我公司研发的托辊密封设计及加工工艺技术主要包括以下创新内容:

密封设计时,对密封原理及密封结构的密封性能影响因素采用计算机仿真和实验分析手段进行了进一步研究,并依据研究结果中密封组件中齿厚、齿高(齿与壁的间隙)及齿间距(齿前后腔)三个关键参数以及其相互间的关联关系对流量系数的影响,煤矿井下环境存在的侵害介质(污水、粉尘等,且具有腐蚀性)的特性及流动特点,进行密封结构及关键参数的优化设计,因而,优化设计具有良好的技术原理和技术依据。

密封组件结构设计为简单的单齿双腔室,并在同一结构中适合部件添加螺纹和储脂腔,实现了密封对污水(包括淋水和浸水)和粉尘的同时有效阻隔;密封结构为非接触型,对托辊旋转阻力无明显添加;密封组件简化为仅三个零件;密封零件的加工方法为注塑工艺,密封组件的装配为模块化装配;密封零件的加工材料选用适用于煤矿井下环境并性能稳定的阻燃和抗静电改性UHMW-PE材料。

为保证密封结构的可靠性和密封性能及易加工与装配性,在保持齿强度的条件下齿尖优化为450倒角以降低齿厚;根据齿高对流量系数影响的拐点,齿间隙选择0.2~0.3mm;根据齿前后腔室对流量系数有影响但非显著的实验结论,齿后距设计为齿前距的两倍。

为防治泥尘在托辊轴端堆积或粘附,延长密封组件的寿命,保持密封效果,在密封组件中外部件上附加设计了泥尘清除器,作为密封组件的辅助。

密封组件的所有零件采用注塑成型加工工艺,装配采用模块化装配工艺,一次性密封组件装配精准度可达到99%以上,并为托辊实现“精准装配”提供了条件。

(责任编辑:雨润华  来源:雨润华)
Keywords(关键词):防水防尘密封组件
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