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防水防塵密封組件設(shè)計制造技術(shù)（可應(yīng)用于托輥、減速機及其它旋轉(zhuǎn)機械設(shè)備防水防塵密封） —— 文章正文
目前帶式輸送機生產(chǎn)企業(yè)對托輥密封的設(shè)計思想通常為通過盡可能增加密封齒數(shù)量及增加密封齒復(fù)雜度的方法，以增加流道長度及流體流通彎道陡度的途徑提高密封性能，但在設(shè)計時未能準(zhǔn)確地以密封機理以及密封結(jié)構(gòu)組件的幾何參數(shù)對流量系數(shù)影響的線性關(guān)系為設(shè)計依據(jù)進行優(yōu)化，因而，普遍存在以下缺陷：
因受托輥徑向尺寸及加工難度等限制，密封流道的長度和密封齒的布局均為有限，密封的效果均不顯著，同時，對于煤礦井下運行環(huán)境會同時阻隔粉塵、淋水等至少兩種流體，且不同流體的物理性能和流動性能的差異明顯，所以，對兩種及以上不同性能的流體均達到良好的密封效果更難以實現(xiàn)；
在運行一定的周期后，特別是運行3000小時后，由于臨近托輥軸端的密封齒內(nèi)無法消除積灰的堆積，從而顯著降低密封效果，同時明顯增加托輥的旋轉(zhuǎn)阻力；
由于密封組件的加工材料通常選用塑料，在運行一定周期后因材料的老化或變形，易導(dǎo)致密封效果下降明顯，同時增加密封齒間的摩擦阻力造成托輥旋轉(zhuǎn)阻力增加。
本項目在進行托輥密封設(shè)計時充分、準(zhǔn)確地依據(jù)了密封機理及密封結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)對流量系數(shù)影響的線性關(guān)系，并根據(jù)煤礦井下粉塵和污水的物理特性和流動特點，應(yīng)用計算機仿真和實驗室實驗方法，通過優(yōu)化密封結(jié)構(gòu)中關(guān)鍵參數(shù)及其關(guān)聯(lián)關(guān)系參數(shù)，選用適應(yīng)的密封組件加工材料及其加工工藝，對托輥密封進行了優(yōu)化設(shè)計。本項目優(yōu)化設(shè)計的密封具有對污水（包括淋水、浸水）和粉塵同時有效阻隔，運行中無添加托輥旋轉(zhuǎn)阻力，且結(jié)構(gòu)簡單、加工和裝配方法簡潔、價格較低等特點。
我公司研發(fā)的托輥密封設(shè)計及加工工藝技術(shù)主要包括以下創(chuàng)新內(nèi)容：
在密封設(shè)計時，對密封原理及密封結(jié)構(gòu)的密封性能影響因素采用計算機仿真和實驗分析手段進行了進一步研究，并依據(jù)研究結(jié)果中密封組件中齒厚、齒高（齒與壁的間隙）及齒間距（齒前后腔）三個關(guān)鍵參數(shù)以及其相互間的關(guān)聯(lián)關(guān)系對流量系數(shù)的影響，煤礦井下環(huán)境存在的侵害介質(zhì)（污水、粉塵等，且具有腐蝕性）的特性及流動特點，進行密封結(jié)構(gòu)及關(guān)鍵參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計，因而，優(yōu)化設(shè)計具有良好的技術(shù)原理和技術(shù)依據(jù)。
密封組件結(jié)構(gòu)設(shè)計為簡單的單齒雙腔室，并在同一結(jié)構(gòu)中適合部件添加螺紋和儲脂腔，實現(xiàn)了密封對污水（包括淋水和浸水）和粉塵的同時有效阻隔；密封結(jié)構(gòu)為非接觸型，對托輥旋轉(zhuǎn)阻力無明顯添加；密封組件簡化為僅三個零件；密封零件的加工方法為注塑工藝，密封組件的裝配為模塊化裝配；密封零件的加工材料選用適用于煤礦井下環(huán)境并性能穩(wěn)定的阻燃和抗靜電改性UHMW-PE材料。
為保證密封結(jié)構(gòu)的可靠性和密封性能及易加工與裝配性，在保持齒強度的條件下齒尖優(yōu)化為450倒角以降低齒厚；根據(jù)齒高對流量系數(shù)影響的拐點，齒間隙選擇0.2~0.3mm；根據(jù)齒前后腔室對流量系數(shù)有影響但非顯著的實驗結(jié)論，齒后距設(shè)計為齒前距的兩倍。
為防治泥塵在托輥軸端堆積或粘附，延長密封組件的壽命，保持密封效果，在密封組件中外部件上附加設(shè)計了泥塵清除器，作為密封組件的輔助。
密封組件的所有零件采用注塑成型加工工藝，裝配采用模塊化裝配工藝，一次性密封組件裝配精準(zhǔn)度可達到99%以上，并為托輥實現(xiàn)“精準(zhǔn)裝配”提供了條件。
(責(zé)任編輯：雨潤華 來源：雨潤華)Keywords（關(guān)鍵詞）：防水防塵密封組件
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