油膜轴承DF密封与水封损坏形式及对策

油膜轴承能否正常运转直接受其密封性能制约。如冷轧对冷轧板材的表面质量要求比较高，这就决定了轧机油膜轴承的密封性能要好，而热轧的工作环境比较差，大量氧化皮、铁鳞、冷却水等杂质随时有可能进入油膜轴承。因此防止杂质、冷却水的进入和防止润滑油泄漏是确保油膜轴承正常运作的保障。

1.油膜轴承DF型密封的结构、原理

（1）DF型密封的结构DF型密封融合了静密封、动密封以及迷宫密封三种形式，既可封油也可封水。以密封挡板中心凸缘为界，封水防线与封油防线分布于两侧。其构成由七大元件组成，如图6-23所示。其中轧辊、锥体、DF密封、钢带、缓冲器在工作时彼此相对静止，同步旋转；衬套、箱体、密封挡板、水封连接为一体，相对静止。DF密封的两个L形密封唇中近轧辊端面侧的封水，近锥体侧的封油。水封可防止大部分水（冷却剂）和一些杂质进入，进而大大缓冲水（冷却剂）等对DF密封的冲灌。缓冲器（铝环）起到轴向定位和迷宫防水的作用。而密封挡板与DF密封一起构成一道关键的密封墙，防止润滑油的泄漏和水的进入，确保锥体和衬套之间动压油膜的形成，从而保证整个油膜轴承的正常运作。

图6-23 油膜轴承DF型密封结构

1—DF密封 2—钢带 3—缓冲器 4—橡胶铆钉 5—水封 6—密封挡板 7—O形圈

（2）DF型密封的密封原理 DF型密封是一种动静结合的密封，它在油膜轴承运转时起到防止润滑油的泄漏和防止水（冷却剂）渗入的重要作用，如图6-24所示。

图6-24 DF型密封的工作原理

1—甩水的导向作用 2—水封唇紧贴轧辊的侧面，可以防止冷却水的冲灌 3—甩油的导向作用

在工作时，DF密封上甩油环挡住从轴承工作面上飞溅出的油液，并将这些油液朝着远离封油唇的方向甩出。封油的L形唇与封水的L形唇在此起决定性的作用。两密封唇与密封挡板的陶瓷面配合不能过大或过小，过大会加重密封唇的磨损，过小则会泄漏。因此希望的理想状态应为封油唇或封水唇与密封挡板的密封面接触形成压力，并保持一定的角度，合适的过盈量可以补偿唇部的磨损量，维持接触压力。密封唇与密封面保持一定的角度，当DF密封随着轧辊高速旋转时，就会把附着在其上面的油以一定的倾斜角甩出，使油液获得较大的惯性力，该油液能阻止行将通过间隙外流或泄漏的油液，同时，DF密封的两个动密封唇上的油液或水以较高的速度甩出时，在很小的间隙处产生负压，更好地起到密封效果。密封挡板上的喷涂陶瓷密封面上（以中心凸缘为界的两密封肩上）均匀分布有4道或5道与轧辊旋转方向相反的螺旋线，这几道螺旋线在工作时能产生泵吸作用，形成回流效应，阻止油液的泄漏和水的渗入。这样就能确保锥体和衬套间“动压油膜”的形成。“动压油膜”的建立一定程度上取决于DF密封与密封挡板之间的一层不厚不薄的流体动压膜，在此称该膜为“临界油膜”。这层临界油膜的厚度不能过厚，也不能过薄，过厚会导致泄漏，过薄有可能导致干摩擦，使密封的使用寿命降低。临界油膜与密封唇部的结构尺寸、材料的性能有关。

2.DF密封与水封常见损坏及对策

DF密封与水封主要存在密封受力部分变形，滑动旋转密封唇磨损，密封体老化、龟裂等损坏形式，损坏形式有正常与非正常之分。其非正常损坏往往由于安装不到位，安装方式不正确，安装前的准备工作不到位（如事前没有在密封挡板的密封面涂上一层薄薄的油膜、清扫杂质等），或是设备本身存在问题（如轧辊与油膜轴承座之间的轴向窜动量超标过大）等因素造成。这就需要具体分析，逐步排除其可能的原因，找到真正原因后再加以解决。

橡胶制品具有应力松弛和永久变形的特点，DE密封与水封的密封唇受力部位在长时间的受力下，其一部分弹性不能恢复，这是正常的。如密封唇受力部位在受力时间较短的情况下就发生了较大变形而失去弹性，这时密封件很有可能存在质量问题。此时可以从胶料的配方是否合理、混炼是否均匀、硫化工艺是否正确、产品结构设计是否合理等因素考虑，这些都有可能造成DF密封与水封在短时间内因变形过大而失去密封效果。如有欠硫时，产品里层胶未硫化，产品的密封肢就显得疲软无弹性或弹性不够而起不到密封作用。

磨损也是DF密封和水封损坏的最常见的形式。接触式动密封是通过强制压力使密封件的密封工作面与摩擦副表面紧贴。接触的面积和强制的压力必须适度，过大地增加接触面积和强制压力将导致增加摩擦，增大磨损，降低密封件寿命。理想的接触式动密封应有比较适当的接触面积和强制压力，使充分润滑的密封件的工作面与摩擦副表面有一层油膜，该油膜依赖表面张力维持在一定的位置，形成一道密封墙，这样受摩擦的部位因存在油膜而生热少，从而保证密封效果。然而，实际上确保接触式回转动密封的理想强制压力（密封唇的过盈压力）难以找到，通常通过加大密封唇过盈量的设计，以增大强制压力来确保密封效果。总之，DF密封和水封密封唇的磨损是不可避免的，可通过在胶料配方中添加耐磨成分，适当提高摩擦副表面的加工精度，不断总结找出一个合适的接触面积与强制压力等对策来降低磨损，提高密封寿命。正常的磨损形式可参考图6-25。

3.DF密封的安装与维护

（1）密封安装前的准备

1）检查轴颈密封的表面质量，如橡胶材料的柔韧性、硬度、模压残留的飞边、唇口部位的光洁度与整齐状况等，对于存放时间较长的密封，必须注意有无皂化变脆或挤压变形等不正常现象。

图6-25 DF密封正常磨损形式

2）检测轴颈密封的几何尺寸必须符合图样尺寸要求，该工序一般在油膜轴承制造厂出厂前进行，检测工作必须在配备有模拟锥套、模拟轧辊辊颈的专用装置上进行。

3）检测轴颈密封相关部位的轧辊尺寸及圆弧倒角等部位尺寸，不允许有毛刺和拉痕。

4）将轧辊辊颈和轴颈密封清洗净后涂上油膜轴承润滑油。(www.xing528.com)

5）按轧机油膜轴承相关规程的清洗、安装要求将油膜轴承其他零部件安装到轴承座上。

（2）密封的安装

1）把O型密封圈安装到密封盖上。密封盖的摩擦面有螺旋槽时，应注意螺旋槽螺纹方向与相应轴承座的安装位置。

2）将铝环装上缓冲垫，套装在密封盖上，将密封盖与密封的摩擦表面涂上油膜轴承润滑油。

3）用铜螺钉把水封固定到密封盖上，注意水封的缺口位置应位于水封系统下方。

4）将密封弹簧和密封箍装到轴颈密封的适当部位，注意弹簧的正确安装。安装后弹簧不得自行弹出或有明显的位置偏离。

5）将轴颈密封弯成心月形，安放到密封盖的正确位置。注意轴颈密封的方向，有抛油肢的一端在封油侧安装时注意不要将密封肢唇口装反。

6）用手盘动轴颈密封，根据手感判断密封是否安装到位，密封安装正确后方能装机使用。

7）检查轧辊端面与轴承座间的安装间隙应能满足设计要求。

（3）密封的维护

1）不允许将密封存放在露天仓库内，存放的地点应避免潮湿，不受阳光直射，也不能在具有大量紫外线的强烈光线照射下贮藏。

2）为避免臭氧对橡胶的危害，贮藏室不允许设有任何产生臭氧的设备。

3）轴颈密封和水封的存放应保持自由状态，不受任何外力，因此不允许任何能引起密封变形的堆放方式，更不允许一个压一个的叠放，最好能存放在远离热源和油污的专用架子上。

4）一般密封件不允许长期存放，对于存放在贮藏室里的密封件必须定期检查，至少每月一次，检查是否有氧化、脆化、变形等现象。

5）经常观察和记录油膜轴承润滑系统油箱内的油位和润滑油的情况，一旦发现异常应立即检查，找出原因及时处理。

6）换辊后检查轴承座油槽的润滑油清洁程度，如发现有密封残留物应对密封部分仔细检查，及时换掉损坏后的密封件。

7）换辊后如轴承座油槽的润滑油正常，轴颈密封和水封的外观也无异常，这时最好不要随便拆卸密封装置，原样上机使用。

8）非正常损坏的密封应在分析清楚损坏原因后再作处理。

9）油膜轴承安装完成后，最好尽快上机使用，如放置时间太长，则上机前最好对轴颈密封和水封的摩擦面重新涂抹润滑油。

4.密封件的寿命

一般密封件的寿命与众多因素有关，很难确切地测算。唇形油封的标准寿命约为1000h，一般密封件的使用寿命都大大低于平均寿命。油膜轴承轴颈密封因设计合理，使用寿命一般定为3000h，但由于多种不利因素的影响，一般使用寿命约为2000h。