Магнитожидкостные герметизаторы для защиты от твердых частиц

МЖГ для защиты от пыли

Необходимо отметить такое свойство МЖГ, как способность МЖ выбрасывать наружу попадающие в рабочий зазор (зазор между валом и полюсными наконечниками) немагнитные частицы.
По этой причине МЖГ является одним из немногих типов уплотнений, эффективно работающих в условиях сильной запыленности (в том числе абразивными частицами) или при уплотнении сыпучих материалов.

Наиболее типичным примером МЖГ, работающим в условиях сильной запыленности, являются МЖГ подшипниковых узлов вентиляторов ВОКД – 2,4 цеха пылеулавливания Запорожского алюминиевого комбината (ЗАлК).

Крупные осевые вентиляторы ВОКД – 2,4 устанавливаются в качестве вытяжных вентиляторов цеха электролиза алюминия. Отсасываемые из цеха воздух и газы, направляемые затем на очистку, содержат большое количество абразивной пыли (оксиды алюминия, флюс и т.п.). В качестве штатных уплотнений подшипниковых узлов (3 уплотнения на вентилятор) используются либо сальниковые уплотнения, либо уплотнения из профилированного резинового шнура. Крышки уплотнений разъемные, из двух половин. Масляная система всех вентиляторов централизованная, иногда в картерах подшипников возникает разрежение.

В условиях сильной запыленности абразивными частицами и знакопеременного давления в картерах подшипников происходит сильный износ защитных втулок валов, и попадание абразивной пыли в подшипники, бывают случаи выбрасывания масла из подшипниковых узлов. Для замены втулок и подшипников необходимо снятие вентилятора с большой высоты и его полная разборка.

НПВП «Феррогидродинамика» разработало и установило МЖГ взамен штатных уплотнений. Прекратилось попадание абразивной пыли в подшипниковые узлы, износ втулок, выбросы масла. После успешной эксплуатации одного комплекта МЖГ ЗалК периодически заказывает и во время плановых ремонтов устанавливает МЖГ на данные вентиляторы.
Для ЗАлК также были разработаны и изготовлены МЖГ для более крупных вентиляторов - ВОД – 30 и ВОД – 30М.

МЖГ для защиты от мелкодисперсных сыпучих сред

Рис. 1 Подвески мельницы «Раймонд» с установленными МЖГ

На Роздольском государственном горнохимическом предприятии (РГГХП) «Сера» (г. Новый Роздол Львовской области) МЖГ были установлены на подвесках мельницы типа «Раймонд» для мелкодисперсного размола серы. Размол серы происходит в корпусе мельницы, заполненном азотом, при температуре 100С катками, одетыми на корпуса подвесок. Штатные уплотнения имели ресурс порядка 100 часов, при этом в конце срока работы подшипники обычно заклинивало.

Эксплуатационниками испытывались различные типы уплотнений, но ресурс подвески существенно не увеличивался.
По требованию заказчика МЖГ подвески были выполнены в габаритах деталей штатного уплотнения, состоящими из двух частей – внешнего и внутреннего.

Во время опытной эксплуатации полный ресурс подвески с МЖГ составил 1600 часов. В настоящее время МЖГ оснащена большая часть мельниц. РГГХП «Сера» планирует полностью заменить штатные уплотнения подвесок мельниц «Раймонд» на МЖГ разработки НПВП «Феррогидродинамика».

МЖГ для угольной промышленности

В конце 2000 года по предложению ОАО “Горловский машиностроитель” (в настоящее время ЗАО "Горловский машиностроитель"), которое выпускало комбайны для шахт, были разработаны МЖГ подшипниковых узлов для выходного вала поворотного редуктора привода рабочего органа комбайнов типа 1ГШ68 (вал диаметром 160мм) и Р96М (вал 130 мм). МЖГ были сделаны в габаритах штатных уплотнений.
Первоначально ОАО «Горловский машиностроитель» предложило создать МЖГ выходного вала поворотного редуктора шахтного очистного комбайна типа 1ГШ68У, на который одевается режущая уголь и породу фреза (шнек).
Хотелось бы отметить некоторые особенности работы по созданию данных герметизаторов.
Обычно НПВП «Феррогидродинамика» разрабатывает и изготавливает герметизаторы в виде отдельного узла, который устанавливается либо вместо крышки подшипника защищаемого механизма, либо в доработанную крышку.
Однако в связи с требованием завода по особой прочности узла уплотнения было принято решение в качестве деталей герметизатора использовать доработанные детали штатного уплотнения, дополненные элементами магнитной системы.

Герметизаторы проектировались специалистами НПВП «Феррогидродинамика», привязка деталей МЖГ к элементам существующей конструкции и изготовление самих деталей осуществлялась специалистами завода.
Конструкция, положенная в основу МЖГ редуктора комбайна, была применена в МЖГ валов некоторых электродвигателей и хорошо зарекомендовала себя в эксплуатации на ряде заводов Украины и России.
Ее особенностью является значительная общая длина рабочего зазора, по которому происходит уплотнение, при сравнительно малых габаритах магнитной системы. В средней части МЖГ посередине рабочего зазора находится кольцевая полость, заполненная пористым материалом, которая выполняет функцию резервуара магнитной жидкости для пополнения ею рабочего зазора (см. рис. 2).

Рис.2. Унифицированный МЖГ поворотного редуктора.

Уплотнение в данном МЖГ происходит не по защищаемому валу, а по кольцевому гребню на фланце втулки узла, входящему в кольцевой паз на торцевой поверхности крышки подшипникового узла, при этом магнитное поле магнитной системы замыкается через заполненные магнитной жидкостью рабочие зазоры между магнитопроводами и кольцевым гребнем.
Часть лабиринтного уплотнения между поверхностями крышки и фланца втулки сохранена и выполняет функции предварительного уплотнения.
Герметизаторы были собраны и в присутствии специалиста НПВП «Феррогидродинамика» установлены на два комбайна типа 1ГШ68У. Комбайн №2634 был введен в опытно-промышленную эксплуатацию на шахте 50-летия СССР ГХК «Краснодонуголь», комбайн №2635 – на АП «Шахта им. А.Ф. Засядько».

За время эксплуатации комбайны с МЖГ находились под самым пристальным вниманием специалистов шахт и завода, осуществлялся контроль чистоты смазки в поворотных редукторах комбайнов.
Комбайном №2635, работающим на АП «Шахта им. А.Ф. Засядько», было добыто 750 тыс. тонн угля и он был выдан на поверхность в связи с выработкой лавы. В течение всего срока эксплуатации комбайна с МЖГ проникновение в смазку поворотного редуктора угольной и породной пыли или штыба не установлено, утечка масла по выходному валу не наблюдалась.
Опираясь на опыт эксплуатации комбайнов 1ГШ68 в аналогичных горно-технических условиях, специалисты шахты и завода отмечают, что за это время стандартные резиновые манжеты, применяемые в штатных уплотнениях, должны быть заменены не менее 4-х раз.
Комбайном №2634, эксплуатирующимся на шахте им. 50-летия СССР, на 1.10.2003г. было добыто 665 тыс. тонн угля. Замечаний по функционированию МЖГ поворотных редукторов нет. По общему мнению специалистов шахты и завода ресурс уплотнений не выработан и они обеспечат работу комбайна до капитального ремонта.

Рис. 3. МЖГ выходного вала поворотного редуктора шахтного комбайна УКД 200-250

В дальнейшем выпускались МЖГ для комбайнов РКУ10, РКУ13, КПД, УКД200-250. Конструкции МЖГ постоянно совершенствуются. Герметизаторы показали хорошую работу в условиях шахты. Необходимо отметить, что условия работы комбайнов очень сильно отличаются даже на разных участках одной шахты, а также зависят от типа комбайна (проходческий или зачистной комбайн). Применением магнитожидкостных герметизаторов заинтересовался разработчик чертежей шахтных комбайнов – головное предприятие отрасли Донецкий государственный проектно-конструкторский и экспериментальный институт комплексной механизации шахт (ГП «Донгипроулемаш»). Учитывая новые разработки уплотнений традиционных конструкций, а также возможность применения МЖГ уже на стадии поектирования комбайна, осенью 2006г. было принято решение провести испытания нескольких типов уплотнений, в том числе и МЖГ. Данные испытания должны были определить параметры надежности уплотнений в одинаковых условиях. Для проведения испытаний был спроектирован и изготовлен специальный стенд, повторяющий конструкцию подшипникового узла выходного вала поворотного редуктора шахтного комбайна. Для испытаний был выбран магнитожидкостный герметизатор комбайна УКД200-250, изготовленный ЗАО «Горловский машиностроитель».

Установленный на стенде герметизатор отработал предусмотренное программой время и не допустил попадания твердых частиц в полость подшипникового узла и выкекания масла из узла наружу.
Работа с ЗАО «Горловский машиностроитель» продолжается.
Герметизатор поворотного редуктора комбайна УКД 200-250 показан на рис.3.

Новости

Все новости