作者：王志雄
（常德烟草机械有限责任公司）
摘 要：本文分析了YJ17卷烟机蜘蛛手部套骨架油封漏油的原因，提出了油封密封部位零件轴径表面的无螺旋线加工概念，并研究该类零件的设计、加工和检测方法，探索出独特的装配工艺，以确保润滑系统无灰尘和杂质，从而达到提高骨架油封使用寿命的目的。
关键词：蜘蛛手部套；设计；加工；检测；装配；用户换油
YJ17卷烟机是从德国HAUNI公司引进技术制造的一种高速卷烟机，它大量使用了骨架油封，密封效果较好。但该机型蜘蛛手部套共有24个骨架油封，内装1.2升润滑油，工作时油温达67℃，唇口温度约120℃，润滑油无循环冷却和过滤，油封使用效果不易达到要求。该部套个别骨架油封在厂内调试时发生过损坏，有的使用寿命无法达到设计要求，使用效果与进口设备相比尚存在差距。
为了解决蜘蛛手部套漏油问题，提高其使用寿命，确保产品质量，我们经过一年多的不懈努力，取得了比较好的效果。
一、原因分析
1.工作原理
骨架油封的内径小于轴径，当油封装在轴上之后，油封唇缘抱在轴径上，当轴旋转时，在唇缘和轴径之间会形成弯月形的密封油膜，从而达到密封的目的。如果油膜被破坏，油封就会发生泄漏。
2.原因分析
原因分析鱼翅图如下：
3.要因确认
为找到漏油的主要原因，我们对每一个因素进行了仔细分析。
（1）通过对所有库存骨架油封进行检测，发现均不存在质量问题，所以油封质量问题可排除在外。
（2）产品选用高质量润滑油，润滑油质量应该没有问题。
（3）通过对相关零件进行检测，并与相关科技资料进行对照，发现零件设计存在缺陷，表面质量有待提高。所以，零件质量是漏油的主要原因之一。
（4）通过对蜘蛛手部套装配过程进行跟踪调查，发现该部套是按常规方法进行装配，过程中存在不少问题。所以装配质量是漏油的另一主要原因。
二、改进措施
我们在实践中按照PDCA循环科学思路，反复实验，从设计、加工、检测、装配、标准5个方面进行规范，主要做了以下工作：
1.统一零件设计
（1）无螺旋线表面
通过在实践中反复摸索，我们发现轴径表面有残余螺旋线。其原因是精修砂轮时，砂轮作旋转运动，修整器作轴向运动，修整器上金刚石的轨迹实际上是一条螺旋线，这就在砂轮表面形成了螺旋线。在进行零件加工的时候，砂轮就会在轴径表面产生残余螺旋线，这样轴转动时螺旋线就会刮伤密封面，从而影响骨架油封的使用寿命。与骨架油封相配合的轴径表面应设计为无螺旋线表面（即去除螺旋线后的表面）。
（2）轴径密封部位图样标注：
（3）轴向倒角
与骨架油封的内外圈有接触的部位均应设计为合理的光滑过渡的倒角、倒圆。
2.骨架油封密封部位轴径表面的新加工工艺
工艺路线为:车→淬火→粗磨→精磨→研磨。
粗磨在普通外圆磨床上完成，加工时采用径向进给，外圆尺寸留量0.10mm～0.12mm。
精磨在高精度外圆磨床上完成，精修砂轮，加工时采用径向进给，保证图面粗糙度符合要求，外圆尺寸留研磨余量0.005mm。
研磨在普通车床上完成。我们同砂轮厂合作，专门设计了一种由树脂和超细磨粒（300#）组成的具有研磨和抛光作用的研磨棒。加工时，工件旋转，将研磨棒装在刀架上，压在工件上即可，一分钟便可以消除螺旋线。
3.制订零件检测标准和方法
（1）轴径表面过于粗糙，可能在其穿过极薄的油膜表面时造成与密封唇口的干接触，从而产生很大的磨损；而表面过于光滑则妨碍油膜在轴上湿润和保存。实验表明，面粗糙度大于Ra0.1时，就会发生泄露，表面粗糙度应控制在Ra0.25～0.5。
（2）轴径表面无划痕。表面任何划痕都会刮伤油封，从而发生泄漏。
（3）无螺旋线检测。检测装置由变频调速电动机驱动，工件装在二顶针之间。检验工装示意图如下：
操作步骤：先在被检测工件表面上涂上粘度较低的矿物油，再挂上蚕丝线和吊块（重22克，圆锥形），吊块重心位于工件的正下方。启动设备时，先低速，后高速（150r/m）。蚕丝线如果呈无轴向移动，则说明该工件表面为无螺旋线表面。
4.改进装配工艺
改进常规装配办法，设计专用工位器具和专用工装，确保油封密封处轴径表面不划伤、油封唇口不损坏、油封唇口位置正确；利用超声波清洗零件，杜绝金属微粒及灰尘进入箱体；本部套二次试车时换油，使初期剧烈磨损产生的微粒及时排出。
5．修改操作说明书
润滑油在使用过程中受到机械的摩擦作用产生热量，加上搅动、剪切和空气的侵入，使之慢慢氧化变质，形成大量磨粒进入油封配合面，从而发生泄漏。为此，我们修改了PROTOS70操作说明书，要求新设备运行一个月后更换蜘蛛手部套润滑油，以后每运行3个月更换一次润滑油。
三、效果验证
我们设计了蜘蛛手部套模拟试车台，对零件的设计、加工、检测、换油环节进行验证，发现改进后骨架油封的使用寿命可达6000h，完全可与进口设备相媲美。
我们把以上改进措施应用在产品上，效果十分理想。该设备在厂内调试时无渗漏现象，用户使用状况良好。
作者简介：王志雄，常德烟机公司主管工程师，主要从事烟机工艺和工装设计工作，先后发表过《磁性等高铁》、《小孔径轴承拔出器》等论文。
