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高速线材精轧机辊箱进水原因和预防措施

１．概述

韶钢高速线材厂精轧机采用意大利达涅利公司设计的顶交45°无扭悬臂辊环轧机，主
要生产φ５．５ｍｍ～φ20mm圆形。精轧机由8机架精轧机和4机架减径定径机组成。
每个机架由一个锥形箱和一个辊箱组成。在生产过程中，由于密封、轧件温度、压力、摩
擦等因素的影响，水进入精轧机辊箱，导致精轧机设备故障。

２．辊箱轧辊轴密封的结构和原理

516724a迷宫增压系统a是压缩空气系统1的入口。内甩油环2。外部甩油环3。八字
面板4。双唇密封

５．ｏ形圈６．偏心套７．轧辊轴图１精轧机辊箱密封结构图

轧辊轴的密封原理

高速线材厂精轧机组辊箱采用净化压缩空气迷宫密封，其密封结构见图１。内抛油环
和外抛油环安装在旋转轴上，内、外抛油环在安装时相互贴紧，内抛油环端面由轧辊轴的
轴肩支承，外抛油环则由辊环压紧；双唇密封件安装在八字型面板的密封保持架上，密封
保持架与八字型面板相固定；密封唇与内、外抛油环的内表面相接触受到预紧力，产生压
应力。在轧制过程中，偏心套及油膜轴承、双唇密封、密封保持架和八字型面板保持静止
状态；内、外抛油环随着主轴高速同步旋转。密封效应主要来自双唇密封件：一是密封唇
的接触应力，密封唇与抛油环在轴向有压缩，唇口向内收缩形成过盈量，唇口边缘产生压
应力形成密封带，阻止润滑油和冷却水的相互渗透，起到密封作用；二是密封件封油侧唇
口的甩油效应，将唇部边缘的油液高速甩出，使之回到主轴箱，避免在密封件唇部大量聚
积；同样，封水侧唇口的甩水效应，使水汇集到排水系统，排到外界。所以双唇密封件是
高速线材精轧机辊箱的关键部件。

3.辊箱进水的原因

３．１辊箱的动密封件和静密封件

（1）动密封由内甩油环和外甩油环组成。内、外甩油环压缩时，如果外甩油环与八
字板间隙过大，辊轴高速旋转时，高压冷却水容易在甩油环与双唇密封之间夹带氧化铁等
杂质

成双唇密封件的磨损，导致辊箱进水。另外，内、外抛油环与双唇密封件之间的压紧
量不当也会导致辊箱进水。

（2）静密封由一个八形面板、一个双唇密封组成，它由O形密封圈和其他零件组成。
双唇密封和内外甩油环相对固定。如果装配尺寸不当，辊箱将被淹没；在实际生产中，如
果钢材堆放时间过长，会导致八字板变形，破坏辊箱与八字板之间的密封条件，偏心套与
八字板之间也会产生辊箱积水；ο如果O形圈的位置与8形面板的台阶表面不匹配，辊箱
也会被淹没。

３．２双唇密封件的材料性能

双唇密封（见图2）的作用是保证密封轴承腔内的润滑油形成连续的油膜，避免润滑
油泄漏；二是防止外部冷却水、铁屑、灰尘等杂质进入轴承腔，污染润滑油，避免烧毁油
膜轴承。

图２双唇密封件简图

双唇密封胶的耐油性是影响其密封性能的重要因素。橡胶与润滑油接触时，在高温下
会产生比在干燥和热空气中更复杂的物理问题

和化学变化。高速线材厂精轧机组双唇密封件唇口线速度高达１２０ｍ／ｓ，由于高
速旋转导致摩擦升温，水无法进入到橡胶接触面，橡胶与外抛油

环形干摩擦导致密封唇工作表面局部高温老化，导致双唇密封失效，水流入辊箱。双
唇密封在使用过程中始终承受外部压力。随着使用时间的增加，嘴唇的形状会发生变化，
无法恢复到原来的大小。双唇密封与内外抛油环之间的配合间隙会增大，导致内部泄漏和
外部进水事故。

３．３压缩空气压力大小

高速线材厂精轧机辊箱采用净化压缩空气迷宫密封。用清洁的压缩空气对双唇密封的
水封唇进行吹扫和冷却，使唇口紧紧压在外抛油环上，以保证冷却水和辊环杂质不进入辊
箱。其设定压力为

０．８ｍｐａ，压力过大容易损坏双唇密封件的封水唇，降低了双唇密封件的使用寿
命；压力过小既降低了压缩空气对双唇密封件封水唇边的冷却效果，也不能防止辊环冷却
水和外界的杂质进入辊箱。

3.4其他原因

辊箱与锥箱的配合面进水、热电偶压盖处进水、抛油环未压紧进水、辊箱体面上两个
导向柱松动和固定螺栓的防水垫片损坏渗水、精轧机组稀油站的板式换热器漏水等都会导
致辊箱进水。

4.水进入辊箱造成的危险

辊箱进水造成润滑油粘度下降，破坏油膜产生机理，油膜轴承的油膜承载力下降，导
致轧辊轴与油膜轴承干摩擦而烧损辊轴，更为严重的是烧损一台辊箱可能引起连锁反应，
导致其它的辊箱也损坏。
水进入辊箱带来的氧化铁垢和固体颗粒使油膜轴承和齿轮润滑不良。轻则油膜轴承使
用寿命缩短或齿面粘结，重则整个辊箱报废。

冷却水和氧化铁皮从辊箱进入润滑系统，造成稀油站过滤器堵塞，频繁更换滤芯；进
水严重时导致润滑油乳化。

5.防止辊箱进水的措施

５．１完善辊箱装配操作规程

将辊箱面板、八字板、辊箱与锥箱结合面的平整度纳入安装操作程序；打磨八字板保
持架及八字板与辊箱板结合面，检测平整度；安装甩油环前，仔细检查是否有局部