混凝土攪拌機作為攪拌站的核心部件,，其運行的可靠性關系到整個攪拌站的正常生產(chǎn),。一旦發(fā)生故障，將給客戶帶來巨大損失。而軸端漏漿作為影響攪拌機可靠性的主要故障之一，一直受到各界學者的關注,。本文以某品牌攪拌機為例，從制造,、裝配環(huán)節(jié)對軸端漏漿產(chǎn)生的原因進行了分析,，并提出相應的改進措施,，以提高軸端密封的可靠性及使用壽命。

1  軸端密封原理

如圖 1 所示為某品牌攪拌機軸端密封結(jié)構(gòu),。內(nèi)迷宮環(huán),、內(nèi)座腔固定在攪拌軸上，隨攪拌軸轉(zhuǎn)動,；外迷宮環(huán),、外座腔固定在殼體上；座腔內(nèi)放置一對浮動環(huán),，左側(cè)浮動環(huán)在 O 形圈摩擦力作用下隨內(nèi)座腔一起轉(zhuǎn)動,，右側(cè)浮動環(huán)跟隨外座腔靜止不動，兩浮動環(huán)相對旋轉(zhuǎn),。

該密封結(jié)構(gòu)由三道密封組成：第一道為油脂密封,，通過向迷宮環(huán)與浮動環(huán)之間的小間隙腔體內(nèi)持續(xù)注入黃油,，使油脂充滿整個腔體以阻隔混凝土的進入,；第二道為浮動環(huán)密封，通過 O 形圈壓緊兩個經(jīng)過配對研磨的浮動環(huán),，兩環(huán)端面緊密貼合形成密封面,，進而阻止混凝土的進入；第三道為骨架油封密封,，主要防止浮動環(huán)內(nèi)腔的黃油泄漏,，保證浮動環(huán)密封面得到充分潤滑，起降溫減磨作用,。

圖 1   軸端密封結(jié)構(gòu)

2  軸端漏漿分析

因第一道密封并非封閉腔體,，油脂與混凝土之間無法形成絕對隔離界面，而是混合在一起流至浮動環(huán)處,，故第一道密封僅起到緩沖作用,。第二道密封依靠緊密貼合的浮動環(huán)形成絕對隔離，是軸端密封的主密封,。故本文重點分析影響浮動環(huán)密封性能的各項因素,。

2.1  端面比壓

端面比壓即為兩浮動環(huán)中間接觸面的壓力，其直接決定了浮動環(huán)的密封性能,。壓力由兩側(cè)的 O 形圈提供,，而壓力的大小由內(nèi)、外座腔的相對軸向尺寸決定,。

經(jīng)分析,，影響內(nèi)、外座腔相對軸向尺寸的因素主要有攪拌軸的軸向尺寸精度,、殼體端板間軸向尺寸精度以及軸套軸向尺寸精度等,。因攪拌軸與殼體均較長,，受機床加工能力與精度的限制，其軸向尺寸偏差較大,，通過尺寸鏈計算,，內(nèi)、外座腔裝配到位后軸向相對尺寸偏差約±1.5mm,。而內(nèi),、外座腔間的相對軸向尺寸偏差標準在±0.5mm 以內(nèi)，故已嚴重超標,。導致兩浮動環(huán)的端面比壓不符要求,，進而影響浮動環(huán)的密封性能。

改進措施：單純依靠提高機加尺寸精度較困難,，可通過在裝配環(huán)節(jié)控制,，消除尺寸鏈偏差。如圖 2 所示,，優(yōu)化外座腔裝配方式,，外座腔與殼體端板間留有調(diào)節(jié)間隙。當內(nèi),、外座腔外部間距 t 調(diào)至設計尺寸時（t 可用量具測得）,，浮動環(huán)間的端面比壓即符合標準，密封性能得到保證,。

圖 2   改進后軸端密封結(jié)構(gòu)

2.2  浮動環(huán)定位精度

浮動環(huán)在安裝中需保證 O 形圈不得扭曲或脫落,，且浮動環(huán)需對中且不得歪斜。

通過對實際安裝過程跟蹤發(fā)現(xiàn),，工人通常采用螺絲刀將 O 形圈與浮動環(huán)撬入座腔內(nèi),。這使得 O 形圈產(chǎn)生一定的扭曲，且在座腔內(nèi)深淺不一致,。同時通過測量浮動環(huán)周圈端面至座腔端面距離發(fā)現(xiàn)周圈距離不一致,，最大相差 1.5mm，表明浮動環(huán)相對座腔已歪斜,。這將導致兩浮動環(huán)端面無法完全對正,，且周圈預緊力不一致，進而影響密封性能,。

改進措施：制作如圖 3 所示工裝,，安裝時先將 O 形圈、浮動環(huán)與座腔對正,，然后利用工裝均勻下壓即可,。經(jīng)試驗證明，該方法操作簡單,，且能有效保證 O 形圈與浮動環(huán)在座腔中的定位精度,。

圖 3   工裝

2.3  O 形圈性能

浮動環(huán)的預緊力來源于 O 形圈的壓變形,，因此 O 形圈的各項性能參數(shù)至關重要。經(jīng)查詢相關標準,，O形圈需滿足：（1）常溫下,，硬度為 60±5（邵氏 A 度），拉伸強度不小于 11MPa,，扯斷伸長率不小于 300%,。（2）120℃ 條件下，經(jīng)過 70 小時壓縮永久變形率應不大于 20%,，硬度變化應不大于 0～+6（邵氏 A 度）,。通過對失效浮封檢測，部分 O 形圈拆掉后仍處于變形狀態(tài),，沒有及時回彈,，說明 O 形圈已失去彈性，導致浮動環(huán)預緊力降低,，進而影響密封性能,。

改進措施：使用符合標準的 O 形圈，裝配前對其性能參數(shù)進行檢測,。

2.4  注油方式

從圖 1 可以看出,，在浮動環(huán)與骨架密封圈之間有注油口,，為確保浮動環(huán)有足夠油脂潤滑,，通常采用氣動注油槍注油，一直加注到從骨架密封圈處有油脂溢出為止,。骨架密封圈的密封壓力約 0.05MPa,，理論上該壓力不會造成 O 形圈的變形，但因采用氣動注油槍,，供油速度較快,，當油脂從骨架密封圈出溢出時，內(nèi)部壓力已遠高于 0.05MPa,，這將造成 O 形圈移位變形,，進而影響預緊力，造成密封失效,。

改進措施：在浮動環(huán)與骨架密封圈之間開設一泄油口,，注油時打開泄油口，當油脂從泄油口流出后注油完畢,，再將泄油口堵上即可,。

3  總結(jié)

經(jīng)分析，影響該品牌攪拌機軸端密封性能的因素主要有：（1）端面比壓不達標,；（2）浮動環(huán)定位精度較差,；（3）O 形圈性能不達標,；（4）注油方式不合理。其相應的改進措施分別是：（1）通過裝配測量方法消除尺寸鏈偏差,；（2）利用專用工裝保證浮動環(huán)定位精度,；（3）使用符合標準的 O 形圈；（4）開設泄油口消除高壓變形,。

經(jīng)驗證,，改進后軸端密封的可靠性得到顯著提升，軸端漏漿故障率明顯降低,，使產(chǎn)品在提升質(zhì)量的同時,，為客戶的利益提供保障。