硬盒包装机是目前国内烟草生产企业的主流设备，该设备具有运行速度快、自动化程度高、性能稳定、包装质量良好、操作简单、维修方便等特点。但其商标纸横向输送器密封装置中轴的往复运动经常出现漏油的现象，通常以更换密封圈的方式来解决。云龙斌^[1]指出，改造滑车支撑轴承小轴， 消除导轨与轴之间的间隙， 提高轴承和密封圈的使用寿命，以消除漏油问题。王强等^[2]指出，通过改进法兰的油路并增设回油结构可解决漏油问题。李明伟等^[3]指出，将基座由整体式改为分体式， 将单油封变为双油封并增大回油孔来解决漏油问题。 韩建夫^[4]分析了横向输送器推杆漏油的问题和解决方法。 为此，本文阐述了通过设计轴套结构和增设密封圈的方式， 防止轴的运动将粉尘带入油液， 以减少轴承和密封圈的磨损，以减少漏油频发的问题。

1. 问题分析
   1. 工作原理

如图 1 所示，机器主传动通过齿轮和传动轴将动力传递给凸轮 1，凸轮 1 通过轴承 2、 连杆 3 带动扇形齿轮 4 绕连杆 3 摆动， 扇形齿轮 4 带动齿轮轴 10 作间歇往复运动， 商标纸横向输送器部件 11 固定在齿轮轴 10 的前端，齿轮轴 10 的往复运动带动该部件作往复运动，从而把商标纸纵向输送机构输送过来的商标纸横向输送至五号轮第一工位的下端，等待进行商标纸的折叠成形。法兰轴套 6 安装在机器箱体上，通过 O 形圈 5 进行密封，端盖9 安装在法兰轴套 6 的端面上，通过 O 形圈 7 实现端盖 9 与法兰轴套 6 之间的密封，密封圈 8（20*30*5）固定在端盖 9 内实现端盖 9 与齿轮轴 10之间的密封。

1.凸轮 2.轴承 3.连杆 4.扇形齿轮5.O 形圈 6. 法兰轴套 7.O 形圈8.密封圈 9.端盖 10.齿轮轴 11.小滑车部件图 1 商标纸横向输送器传动装结构示意图。

1. 1. 存在问题

商标纸横向输送器采用喷淋润滑系统，而输出齿条轴与法兰轴套采用的是间隙配合，喷溅润滑后齿条轴与法兰轴套有相对运动，就需要保证两者之间有适当的环形间隙。端盖内的密封圈依靠其两唇边与轴的表面接触起到密封和清洁作用。只有密封圈的两唇边保持较稳定的张开力， 才能使密封圈唇边与轴的表面贴的更紧， 保证密封效果。 设备长时间处于高速运行，输出轴和密封圈唇边会存在一定的磨损，加速密封圈唇口的变形和老化，致使密封圈唇口与轴达不到过盈要求，从而使油液随轴外泄，引发商标纸输送齿条轴漏油故障。

设备高速运转时，齿条轴每分钟往复运动近 400 次， 速度快且往复行程长大，在密封圈处的油液快速堆积，而法兰轴套上直径为 2.6mm 的回流孔无法快速将油液回流至油箱。 齿条轴推程阶段，密封圈的唇边在其内部弹簧圈和摩擦力的作用下能紧贴在轴上， 将轴上的油液刮下，有良好的密封效果。 但在齿轮轴回程阶段，在受力方向和骨架密封圈结构的影响下， 两者之间的贴合没有推程阶段紧密，外部的灰尘颗粒会随着齿条轴进入密封圈里面， 造成密封圈唇口急剧磨损，并污染油液， 甚至堵塞密封装置的回油孔。因此，在齿条轴推出时，回油腔积聚的油在齿条轴推出时回油压力增加，油温在压力作用下也相应升高， 加上密封圈的磨损，从而使油液随轴外泄，引发商标纸输送齿条轴漏油故障。灰尘颗粒不停地从齿轮轴和骨架密封圈的唇边进入箱体，会加剧密封圈的磨损，加剧润滑油的渗漏。 密封圈磨损先是起清洁作用的外部唇口磨 损，再引起内部密封的唇口磨损使油封失效。 也就是说频繁漏油的根源是由于烟灰、烟沫进入回油腔加剧了油封的磨损和回油孔的堵塞，使回油不及时而增加回油腔压力，油温升高，从而造成频繁漏油的故障。

2. 改进措施
   1. 分析

为解决频繁漏油问题，结合轴、套配合的构造，通过对前面的商标纸横向推送器传动部位的结构分析可知，齿条轴经过法兰、油封及端盖再伸出箱体外，在元件端盖上有一套密封圈，作为漏油的最后防线。 它之前的法兰轴套与齿条轴有0.02~0.05mm 的间隙，只能作为单一的导轨作用。如果能在法兰轴套上再加装一套密封圈， 对齿条轴上润滑油进行一次阻从商标纸横向输送器漏油的存在问题可知， 如果能把灰尘挡在密封圈外，则能保证回油孔顺利回油，并能延长密封圈的使用寿命。从密封圈的密封原理得到启发：如果能在密

封装置内反向安装一个密封圈，将灰尘拒之门外，则可解决该装置的渗漏问题。 由于油有了一次阻截，把外侧油封反过来安装，便于清洁回缩的齿条轴。 即使外侧油封有微量磨损，由于轴上润滑油膜经过一次阻截， 油膜量很少，也不会明显泄漏。 这样通过二次控油，可以较好地解决该装置的频繁漏油问题，油封的更换周期也会相应延长了。

1. 1. 方法

针对法兰轴套，在尽可能不改变原有的设计和工作状态下，在法兰轴套的右端车削加工出直径 26mm 深 5mm 的阶梯孔， 得以加装 20×26×5 的密封圈一套， 这样当齿条轴运动到法兰轴套时，由加装的密封圈对轴进行第一次控油，将大部分油液控下， 再考虑到齿条轴高速往复运动， 原有直径 2.6mm 的回油孔不能满足工作需要，故将其扩为直径 4mm，且使该孔向箱体回油方向倾斜一定角度，以减少回油阻力，加大残油的回流量，使油液回流的更快，同时把端盖上原有的密封圈反方向安装以增加清洁作用。

1. 2. 改进效果
   3. 

 

图 2 改进密封装置结构图

设备运行时，输出齿条轴在由法兰轴套和端盖组成的组件中做高速往复运行， 输出轴运行出法兰轴套后至端盖之间有2mm 控油间隙， 由在端盖上的密封圈将向前运行的输出轴上附着的润滑残油控下， 再经法兰轴套上下两个直径 4mm 的回油孔将控油间隙里的全部残油快速地回流至箱体内。

在法兰轴套的右端又加装一套密封圈

（20×26×5）， 使输出轴在进入 2mm 的控油间隙之前充分的得到一次控油机会，将附着在输出轴上的油液先期进行一次清理， 让残油随着轴与法兰轴套之间的0.02~0.05mm 的间隙缓慢回流，同时还能达到润滑效果， 经过一次控油的输出轴在到达端盖时， 由端盖内的密封圈对输出轴进行二次控油， 将剩余少量残油全部留在2mm 的控油间隙， 同时也增加了输出轴与法兰轴套配合的稳定性， 使其执行件推送器在输送商标纸的过程中更加稳定。 适当增加输出轴与法兰组件的同心度， 减小轴的侧压力，降低常规磨损，而两套密封圈分次进行控油， 有效地缓解了一套密封圈的工作压力，大大增加了其使用寿命，从而使得商标纸横向输送器的漏油现象得以改善，故障发生时间延长一倍以上，有效的保障其正常稳定的工作。

表 1 法兰轴套改进前后机台油封更换时间间隔对比表（单位：小时)

设备运行一段时间后发现， 该改进部位密封性良好，周围无油污堆积。 为验证设计安装的准确性， 对商标纸横向输送器传动轴密封装置进行了拆卸检查和测量，结果显示：轴套无明显磨损，两个骨架密封圈均完好无损， 有效解决了漏油问题，油封使用寿命大大延长，降低了备件消耗、 提高了设备运行的有效作业率、增加了产量、减少了维修工作量、取得了较好的经济效益。

1. 结论

改进后的商标纸横向输送密封装置增加了安装 20×26×5 密封圈的直径为 26mm 深为 5mm 的阶梯孔， 并将原直径 2.6mm 的回油孔扩宽为直径4mm，且使该孔向箱体回油方向倾斜一定角度，同时把端盖上原有的密封圈反方向安装。 应用效果表明：密封圈二次控油效果明显，回油量和回油速度显著提升，反向安装的密封圈有较好的清洁效果，轴套无明显磨损，两个骨架密封圈均完好无损，有效延缓了漏油问题的发生，油封使用寿命大大延长，降低了备件消耗、减少了维修工作量、提高了设备运行效率。

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