核心期刊论文发表混凝土搅拌站主机轴端漏浆故障成因

　　中交一航局第五工程有限公司机械化施工处是为各工程生产混凝土、水泥稳定土及提供施工机械配合服务的单位。施工处于2006年6月购进一座上海华建HZS150型混凝土搅拌站，用于唐山港曹妃甸港区煤码头二期工程、曹妃甸港区煤码头续建堆场工程、曹妃甸港区通用散货泊位二期等工程项目的施工。该搅拌站主机型号为JS3000b，是一种双卧轴强制式混凝土搅拌机。本文以型号为JS3000b混凝土搅拌站主机为例，介绍搅拌站主机轴端漏浆故障的成因及改进、排除、应对措施。

　　1.JS3000b搅拌主机轴端密封结构及工作原理

　　1.1JS3000b搅拌主机轴端密封结构图(见下图)：

　　轴端密封及支承共有四组，位于轴的两端，承担搅拌轴的支承定位，同时润滑油路装置对支承座、搅拌轴轴头部位进行润滑、冷却和密封，以确保混凝土泥浆不浸轴承支承座、搅拌轴部位。

　　1.2JS3000b搅拌主机轴端密封工作原理

　　搅拌主机轴端密封共有四道密封。第一道密封由固定圈和旋转圈组成，分别安装在罐体和搅拌轴上，自动润滑油泵注入的油脂配合固定圈、旋转圈运动，阻挡大部分混凝土浆进入浮动密封。浮动密封安装圈、浮动密封轴座、浮动密封固定座、浮动密封和浮动密封胶圈共同配合组成第二道密封，一对浮动密封胶圈在受到轴向压缩产生变形，在浮动密封间产生一定的压力，防止水泥灰浆进入8号骨架油封。第三道密封为8号骨架油封，其的主要作用是防止轴端密封内润滑油脂向外泄漏，而导致轴端密封内润滑油压力不够，灰浆进入油封内。9-10号骨架油封组成第四道密封，防止水泥灰浆进入支承轴承内，破坏轴承。

　　2.混凝土搅拌站主机轴端漏浆故障

　　由于JS3000b主机搅拌轴为卧式横置，工作时完全浸在砂石、水泥、外加剂等材料之中。搅拌过程中形成的液态水泥灰浆具有见缝就钻的特点，水泥灰浆中的砂子等固体颗粒进入轴端间隙后，将磨损固定部件、旋转部件及密封件。若灰浆堵塞了润滑油口，灰浆在固定部件和旋转部件间隙内硬化，磨损将加快，固定部件、旋转部件的磨损也将加快而导致搅拌主机轴端漏浆。若水泥灰浆突破10号骨架油封并进入破坏轴承，将导致整机无法正常工作。

　　3.混凝土搅拌站主机轴端漏浆故障成因分析

　　3.1固定圈、旋转圈材质硬度不够及密封精度不足

　　固定圈、旋转圈材质硬度不够，早期磨损速度会加剧，导致固定圈和旋转圈的间隙增大，密封装置就容易被水泥砂浆突破。固定圈与旋转圈为平面间隙配合，密封面窄，工作时水泥砂浆易进入破坏密封。

　　3.2润滑油质量不够

　　该问题的存在，使得润滑油不能充分发挥作用，润滑油流动性差，使得润滑油泵吸油量不足，易引起混凝土浆渗入，润滑油道和油嘴被堵塞，从而造成搅拌站主机轴端漏浆。

　　3.3浮动密封损坏

　　混凝土搅拌站主机轴端是受力集中的部位，在长时间的工作中，轴端受力最大，浮动密封、浮动密封胶圈的磨损也就相应要大，浮动密封损坏会直接导致轴端漏浆现象的发生。当骨架油封损坏，会引起润滑系统供油不足，导致轴承磨损、支承轴承温度升高、电机电流增大，混凝土搅拌站主机轴端处有水泥灰浆溢出。

　　3.4润滑系统故障

　　润滑系统故障是导致搅拌主机轴端漏浆故障发生的根本原因。所以就有必要熟悉搅拌站主机润滑系统。搅拌站主机润滑系统，主要润滑搅拌机的四个轴头，由润滑油泵、分流阀、油嘴及连接油管组成。如下图：

　　由上面框图得知，搅拌机的四个轴头润滑也有两条路径组成，即油泵润滑路径和气动黄油枪润滑路径。

　　3.4.1油泵润滑系统与搅拌机同时、同步运行，所以当双卧轴搅拌机开始工作时，润滑油泵电机必须处于开启状态，这样才能使搅拌机四个轴头内的密封得到连续不断的润滑。若润滑油泵发生故障(如出油口不出油、油泵不工作、出油压力不足等)或者润滑油路不畅通、轴端密封处油嘴堵塞或损坏，会导致搅拌站主机的轴端密封处无润滑油供给或润滑油供给不足。

　　3.4.2气动黄油枪是通过人工直接向各轴端油嘴注入润滑油，达到有效润滑的目的。此润滑路径的作用是检查润滑油脂是否真正达到四个轴头，是辅助型润滑装置。

　　由上分析可知，混凝土搅拌站主机轴端密封能否正常发挥作用，主机润滑系统必须能够正常工作，否则搅拌站主机密封装置将形同虚设。

　　4混凝土搅拌站主机轴端漏浆排除及改进措施

　　4.1采用表面淬火、渗碳的热处理工艺，提高固定圈与旋转圈表面硬度和耐磨性

　　对固定圈、旋转圈的形状进行改进，固定圈与旋转圈由原来的的平面间隙密封改为无接触的“迷宫型”密封，密封介质经过曲折迷宫的间隙产生节流效应而达到阻漏的目的。浮动密封胶圈选用耐油、弹性大，防止密封环压力消失，工作时密封有间隙，导致轴端密封漏浆。

　　4.2合理选用润滑油脂

　　使用的润滑油脂必须是干净的润滑油脂，符合EG-2润滑油泵的使用要求，在润滑油泵的工作介质允许范围内。因为含有杂质的润滑油脂，是润滑油泵和搅拌站主机轴端密封装置产生故障的主要原因。所以合理选用润滑油脂，确保润滑油脂的质量是比较关键的。人们往往认为粘度越高的润滑油脂在各密封间隙内阻力越大，润滑油脂的质量越好，其实不然。施工处根据搅拌站润滑油泵型号、外部环境温度不同，结合工作经验，选用不同型号的润滑油脂。夏季，搅拌站环境温度较高，润滑油脂流动性较好，使用较粘稠的长城0#非极压锂基润滑油脂。冬季，温度降低，润滑油脂流动性较差，采用较稀的长城00#非极压锂基润滑油脂。为了保证润滑油脂的清洁度，在润滑油泵注油口加装了储油罐装置，通过按压方式将润滑油手动打入润滑油泵，避免了润滑油脂的二次污染。　　4.3梳理混凝土搅拌站主机的润滑点及管路，我们专门制作了主机的润滑点注油图(见下图)，以备搅拌站操作手每日按润滑图及要求对各润滑点及时加注润滑油脂

　　其中主要部位轴端密封总成的浮动密封胶圈部位是最关键的，每搅拌400方混凝土均需要注油2.5L，轴承和浮动密封固定座每5000方和1000方注油一次。同时安排操作手在每班结束后检查自动润滑油系统是否正常工作：搅拌机内部清理后，开机空转2-5分钟，观察搅拌轴两端和刮板处有润滑油流出的迹象，证明润滑系统正常。如果没有，应检查润滑油泵是否运转正常、油管路是否堵塞，检查方法如下：因为四个轴端分别装有一个备用黄油嘴，可以用指甲顶压一下黄油嘴之芯，若有油脂从芯处冒出，说明润滑油泵正常。如果润滑系统正常，可以断定该搅拌轴的密封已经损坏，直观的现象是搅拌混凝土时轴端外侧有灰浆流出，应该及时处理，防止灰浆磨损搅拌轴。若油泵润滑系统故障或检修中搅拌机不能停止工作时，须从四个轴端黄油嘴用气动黄油枪加注润滑油，以保证轴端密封的润滑。

　　4.4对润滑油系统增加压力监测装置

　　润滑油泵在正常工作时，油管路应有2.5-4MPa的压力，在油管路上安装一个低压传感器和一个高压传感器，均连接到操作台上，以便及时发现润滑系统异常。在压力低于2.5MPa时，低压传感器电路断开，控制操作台上指示灯(绿色)熄灭，说明润滑系统有故障，未产生油压。在油管路压力高于4MPa时，高压传感器接通，操作台上指示灯(红色)亮起，说明油管路堵塞或搅拌主机轴端进浆。在搅拌站生产过程中，可以有效检测润滑系统是否正常工作，保证搅拌站主机轴端装置润滑正常。

　　4.5重视日常维护保养工作

　　对搅拌站操作手进行混凝土搅拌站操作、维护、保养等相关知识的培训，使其掌握搅拌站日常维护保养常识。按润滑点注油图要求实施注油，尽量减少有害因素，保证对搅拌站主机轴端密封装置的合理润滑。每班使用前检查润滑系统工作是否正常，轴端密封油腔是否通畅。每生产一万罐次后，清洗轴端密封油腔，检查其组成件的磨损情况。累计生产十万罐次或使用一年后，检查轴端密封及支承，调换已损件。严格执行设备的日常维护工作，进行定期与不定期的保养，发现异常及时处理，确保混凝土搅拌站处于良好的技术状态。

　　5.结束语

　　以上是对混凝土搅拌站主机轴端漏浆故障的成因及改进、排除应对措施的分析，应加强对混凝土搅拌站主机的润滑管理，及时对主机轴端零部件进行维护保养，适时更换其中的密封件，便可从一定程度减少轴端漏浆现象的发生，延长混凝土搅拌站主机使用寿命。

　　参考文献：

　　[1]杨套全.混凝土搅拌机轴端密封的改进.建筑机械化，2009(12).

　　[2]JS2000b/3000b/4000型混凝土搅拌机用户手册.

　　[3]HZS150型混凝土搅拌站使用说明书.

　　[4]李伟.混凝土搅拌机轴端密封技术的发展.建筑机械，2013(12).