根據水泥回轉窯托輪密封系統的工作特點，提出一種新的密封方案———帶喉箍的雙向K 型油封。探討雙向K 型油封材料的選取和密封制作模具的結構，借助有限元ANSYS 工具分析得到雙向K 型油封的最優過盈量。帶喉箍的雙向K 型油封的跟隨性好，密封可靠性高，能保證旋窯托輪良好的密封。

　　水泥回轉窯( 旋窯) 設備是一個有一定斜度的圓筒狀物，斜度為3% ～ 3. 5%，借助窯的轉動來促進料在旋窯內攪拌，使料互相混合、接觸進行反應。窯頭噴煤燃燒產生的大量熱量，以輻射、對流、窯磚( 窯皮) 傳導等方式傳給物料，物料依靠窯筒體的斜度及窯的轉動在窯內向前運動。

　　惠州塔牌回轉窯在生產過程中，托輪軸密封失效漏油嚴重，部分油沿托輪端面流到托輪表面造成托輪表面油污較多，托輪與輪帶的摩擦力較大，影響了回轉窯的正常上下竄動，雖然每次檢修時都更換密封，但效果不理想。本文作者通過對旋窯托輪支撐輥軸承密封的分析，提出一種新的密封方案———雙向K 型油封，并結合借助有限元分析方法，確定雙向K 型油封的結構參數。

故障分析

　　旋窯的基本結構如圖1 所示，其由3 個托輪支撐軸承座組成。托輪軸承座內密封安裝部位如圖2所示，密封圈主要起到防止軸承座內部的油液泄漏和外部塵埃的進入，從而保證拖輪的正常運轉。密封圈通過壓蓋壓緊，以防止密封圈隨托輪一起轉動。由于設備龐大，拆卸困難，密封圈基本采用剖分結構。

圖1 回旋窯組成示意圖

圖2 旋窯托輪軸承密封安裝圖

　　托輪軸承密封系統使用工況見表1。

表1 密封系統工況條件

　　目前惠州塔牌回轉窯使用的密封圈為由設備廠家提供的高密度羊毛氈，通過羊毛氈外部開槽安裝拉伸彈簧來實現鎖緊，從而保證密封效果。但從實際使用情況來看，該密封圈為個體周期很短( 一般上機幾天出現泄漏) 。該密封圈主要存在以下問題:

　　(1) 羊毛氈容易磨損失效；

　　(2) 外用彈簧拉伸一定時間后無法保證對羊氈的正常壓力， 最終導致羊毛氈與軸接觸面無法壓實，從而產生漏油；

　　(3) 采用稀油潤滑，油液會滲入羊毛氈，當羊毛氈滲入的油液飽和后，就會出現泄漏；

　　(4) 羊毛氈提供的預緊力小，只能起到刮油的目的；

　　(5) 由于窯身存在一定的傾斜及上下竄動，羊毛氈補償不了竄動所帶來的間隙，從而導致泄漏。

密封結構的改進

　　從現場泄漏情況來看，托輪軸承2 泄漏最為嚴重，主要是托輪軸承2 處在支點位置，既要承受托輪軸承1 處進料帶來的沖壓力，又要承受托輪軸承3 處出料帶來的失重，在窯身傾斜及上下竄動的情況下，對密封的要求更為嚴格。因此首先針對托輪軸承2 的密封進行改進。

　　根據托輪軸承座密封的使用要求，新設計的密封必須考慮防塵功能及回彈性，要求材料的彈性好，密封可靠性高; 產品必須要軸向與壓蓋壓緊，防止產品打轉; 產品要求跟隨性好，在托輪上下竄動時能自動補償; 因設備裝拆困難，只能采用剖分形式。基于托輪軸承座密封的要求，提出4 種密封結構，并對其密封性能進行了比較分析。

結論

　　根據水泥回轉窯托輪軸承座密封的使用要求，提出了一種帶喉箍的雙向K 型油封并借助有限元分析分析密封唇部的最佳設計值。目前該產品應用于惠州塔牌旋窯2 號托輪軸承的密封，密封效果良好，產品密封可靠性高，具有推廣應用價值。