利用间隙配合处理动密封的方法
水轮机导叶中轴套漏水分析与密封结构改造
37第44卷 第4期2021年4月Vol.44 No.4Apr.2021水 电 站 机 电 技 术Mechanical & Electrical Technique of Hydropower Station1 前言彭水水电站位于乌江下游，安装5台单机容量为350 MW 的大型混流式水轮发电机组，装机总容量为1750 MW，水轮机型号为HLF169A0-LJ-768，由天津阿尔斯通水电设备有限公司生产制造，水轮机导叶中轴套安装在顶盖下端，与上轴套、下轴套共同固定活动导叶的径向摆动，使导叶能平稳地进行调节水轮机流量，以适应系统对机组出力的要求。
自2008年投产发电以来，5台机组均出现不同程度的中轴套漏水问题，中轴套漏水增加，一方面顶盖排水泵启停频繁，增加顶盖排水泵负担，缩短顶盖排水泵寿命，另一方面中轴套漏水溅到顶盖下的顶盖排水泵电机、拉断销微动开关、水导外循环油泵电机、回油箱等处，容易造成泵的烧毁、开关的误动、油箱油混水信号的报警等故障，当漏水量进一步增大，顶盖自流排水管和顶盖排水泵的排水能力无法满足中轴套的漏水量时，就会发生水淹水导轴承并导致机组停机事故，甚至导叶中轴套密封完全失效将造成水淹厂房事故。
2 导叶中轴套密封结构彭水水电站5台水轮机分别有24个中轴套，中轴套通过8颗螺栓（M 20×60镀锌螺栓，强度4.8级）与顶盖螺栓连接，中轴套本体材质为ZG275-485H，中轴套衬套尺寸为340×380×300（d×D×H，mm ），中轴套衬套材料为FZ-5B，用于防止导叶轴颈磨损，中轴套内圈贴轴动密封GY1-3400型轴用Yx 圈，GY1材料为丁腈橡胶或氟橡胶密封圈，用于防止导叶轴颈与中轴套间间隙向顶盖漏水，外圈静密封为O 形密封圈375×7，材料为丁腈橡胶或氟橡胶密封圈，用于防止中轴套和顶盖间间隙向顶盖漏水，导叶中轴套密封结构如图1所示。
往复式压缩机拉杆密封检修技术
填料密封结构设计的几个基本理念
• 填料与活塞杆摩擦热的处理：良好的导热能密封的延长使用寿命。 • 冷却办法一种是对填料盒的冷却（填料盒通冷却水）， • 另一种为对活塞杆的冷却（活塞杆内通油冷却）。 • 第三种同时对密封盒和活塞杆进行冷却（注油）。
• 在靠近气缸的第一密封填料盒前安置一个节流环，可以分散气流，以缓 冲对于第一道密封环的冲击。
• 因此，常用的填的作用下形成密封 面，起到密封作用，这里的压差指的是：作用在每一组填料 密封环组上的动压力产生的压差，而非静压力产生的压差。
静压工况下的填料密封
• 而对于静压力产生的压差即静压差则可以解释如下（压缩机非工作腔如平衡腔等 类似的压力形成的压差、停机时的压差等）： 以上图（二）为例，当密封压力为 静压差工况下，刚开始工作时静压力形成静压差使填料密封环向右侧靠形成密封， 与上述情况相似，气体无法避免的要部分泄漏，随后的几组填料密封环也与第一 组填料密封环相似部分泄漏；但由于是静压，即没有吸气过程，因此，高压气体 无法回流，使填料一直处于泄漏状态。
运动状态的分析
• 如上图所示，状态一为所需密封的工作气缸端被压 缩时，填料密封环由于受气体力的作用靠向低压侧， 气体从填料密封环与填料盒杯槽之间的轴向间隙和 径向环的切口间隙中进入填料的外侧，在气体力的 作用下形成三个密封面：径向环与切向环切口错开 形成密封面、切向环与活塞杆表面形成密封面、切 向环与杯槽侧面形成密封面。这样就阻止了气体的 泄漏，从而起到密封作用；当气缸吸气时，气体通 过径向环的切口间隙部分回流进气缸。
填料密封各部件的技术要求2
• 2.密封盒 • 密封盒外径与密封腔间隙 一般为间隙配合，直径间
隙不大于1mm。 • 密封盒底孔与拉杆间隙 ，一般为2-4mm。 • 密封盒内外端面与中心线的垂直度一般不大于。 • 密封盒端面表面光洁无划痕，粗糙度。 • 密封盒通油孔、冷却水、通气孔道畅通，无异物。
MPS190型磨煤机振动、漏风、减速机加热器问题的处理
- 64 -工 业 技 术0 引言国能怀安热电有限公司锅炉磨煤系统使用的是沈阳重型机器有限公司制造的MPS-190型磨煤机，自机组运行以来，磨煤机一直存在振动严重的现象，磨辊不能沿正确的轨道运行，磨盘瓦碗边损坏严重，辊套磨损严重。
加载架断裂，加载架限位板与中架体限位板磨损严重，甚至碎裂。
磨煤机密封关节轴承磨损严重，加载拉杆磨损严重、断裂，密封效果差，漏风严重，减速机加热器频繁烧毁，更换频繁；弹性金属塑料瓦磨损、温度高以及损坏等问题，经过多次维修改造没有取得太好的效果，多次学习、研究后，最近一次的改造将现有缺陷降低到最小甚至消除。
1 磨煤机震动问题1.1 原因分析1.1.1 磨辊张开角度国能怀安热电有限公司磨煤机空载时，磨辊与磨盘瓦是紧密接触的，没有间隙，在运行时，加载架摆动幅度大，中架体限位板与加载架限位板磨损严重，间隙很难控制，磨煤机磨辊与磨盘瓦之间的间隙主要利用加载与煤层厚度调整，磨辊张开角度主要靠连杆碟簧、转动架调整，由于磨煤机运行工况恶劣，煤质多变，连杆、转动架磨损严重，间隙与张开角度调整能力差，造成磨辊辊套与磨盘衬瓦的配合发生变化，无法形成理想的线接触。
长期运行磨损非常严重，振动加剧，同时磨盘瓦磨损严重，瓦边损坏，影响出力，也会造成磨损。
1.1.2 进风量磨煤机内煤与加载力、一次风量共同影响了磨煤机煤层厚度，MSP190型磨煤机采用的是液压定加载，煤层的薄厚影响磨辊的运动规律，当煤层太薄和太厚时都会产生冲击振动。
进风量小，研磨的煤粉不能及时被有效地吹走，造成煤粉堆积，煤层变厚，磨重率增加，磨辊运行角度异常，磨煤机负荷变重。
当进风量过大，流速提高，煤粉被吹走，虽然降低磨重率，单煤粉细度减小，阻力增加，压实层的弹性增加，磨煤机的效率低，煤粉颗粒大[1]。
1.2 处理方案1.2.1 制作垫片考虑以上问题，必须解决的是，较少加载架的摆动幅度，调整磨辊与磨盘瓦的间隙，规范磨辊运行时的张开角度。
制作垫片，调整磨辊与磨盘瓦间隙妥善解决以上一些问题，增加加载架限位垫片（图1）和加载碟簧限位垫片（图2），使磨辊与磨盘瓦留有一定的间隙，磨辊沿固定轨道在磨盘瓦内运行。
密封原理
1-3. 压缩量计算
对气动动密封压缩量4 15% 一般验算以9 对气动动密封压缩量4-15%，一般验算以9%计； 对液压动密封压缩量7 17% 一般验算以13% 对液压动密封压缩量7-17%，一般验算以13%计； 13 对静密封压缩量11-20%，一般验算以15%计 对静密封压缩量11-20%，一般验算以15%计。 11 15%
Ra0.1~1.6μm μ
密封件的基本要求: 密封件的基本要求:
通过对密封机理的分析，可以得出对密封件材料的基本要求： 耐压性(抗挤出性)； 耐磨性； 耐温性； 高弹性(自封性、随动性)； 低摩擦； 耐介质性；
耐压性
密封件主要是依靠封闭结合面间的间隙以实现密封作用，不可避免地承受着 密封压力对其向间隙挤出的作用，其抵抗挤出的能力取决于材料本身的 强度。其解决途径有4种： 1)减小密封间隙；2)提高材料强度，如聚氨酯对丁腈橡胶； 3)加装挡圈；4)采用合理的几何形状
2.3唇形密封利弊 1)优良的自密封作用，无论用于低压或高压，起密封效率都很高； 而且对磨损有一定的补偿作用，不致过快的泄漏； 2)良好的形状稳定性和较低的摩擦阻力，在往复运动中不易造成扭 转损害； 3)在液压系统中具有控制流体薄膜的特殊性质、润滑性良好； 4)适合做大直径的往复运动密封件； 5)采用橡胶/塑料(尼龙、聚甲醛、聚四氟乙烯等)复合结构，可使这 类密封圈具有很宽的耐压范围和较长的工作寿命。
Sealing Process / 密封原理
• Y Seal is the same Osealing process as O-Ring / 型圈的密封原理与O Y型圈的密封原理与O型圈相同 • Contact stress determined Y型圈的内部压力 with FEA / Y型圈的内部压力 分布情况 • Zero leakage can only be done at ideal situation / 零泄漏只可在理想状态下实现
送风机液压缸检修
反馈壳内有一个反馈 齿轮，它和反馈齿条 相配合，在反馈齿条 的上半部分开有齿槽 液压缸行程的变化， 将通过反馈齿条和反 馈齿轮传递至输出轴 来改变指针的变化。
开度是否发生变化反馈齿 条内部的轴承损坏后，将 使液压缸主轴的行程变化 传递不了，齿条将不再动 作，从而导致输出轴不动 作，当进行叶片开度调节 时，从外面看不到动叶
液压系统故障分析及排除
液压缸漏油，接头密封不严，主轴吊装不当 活塞轴起毛起线，油封损坏。 油管错接。 找正不良，控制头跳动量大，导致反馈指示 轴轴向窜动。小轴承保持架受损伤，小轴承 轴向间隙增大，反馈轴与连接外部指示轴配 合过松。会产生一个与执行机构不随较小输 入信号而动作的不灵敏区（所谓死区）。 密封件老化，密封件受热能、酸性物质侵入。
（1）双面齿条在齿 壳外18 mm （2）滑块在齿壳内 17 mm （3）单面小齿条在 齿壳内3.2 mm
（4）主轴与法兰盘 偏心度小于0.03 mm
液压缸对应在活塞 中心位置 滑块销子在正垂下 方的位置
伺服阀关闭油路 液压缸轴心与风机 的轴心同心
（5）拧紧定位螺钉
控制液压缸行程
液压缸主轴与法兰盘找正
调节杆和滑块的配合部位
这就是控制壳内的滑 块，在滑块内装有偶 齿和伺服阀芯，在伺 服阀芯的上部开有齿 槽，用于和偶齿配合， 整个滑块在控制壳体 内移动，它的移动范 围有输入轴的调节杆 来决定，当滑块开始 动作后，偶齿和伺服 阀芯也开始动作，在 伺服阀芯的另一端它 和伺服阀套相配合来 控制进出油
回油孔
方法：调整 4 个螺钉，百分表指示 小于0.03mm． 1、百分表指针垂直对准导向壳体
2、盘动转子，每90度做一次记录
3 、转子圆周方向任意一点跳动值 均应小于0.03mm
密封的原理及分类
密封的原理及分类密封是指在两个或多个物体之间形成的隔离层，以防止流体、气体、粉尘等的泄漏或进入。
在各行各业中，密封技术被广泛应用于机械、化工、航空航天、能源等领域。
本文将详细介绍密封的原理和分类。
一、密封的原理1. 紧密配合原理：利用两个物体之间的间隙微小，通过物体表面的互相接触形成密封。
这种原理适用于金属与金属之间的密封，如螺纹连接、焊接等。
2. 压缩变形原理：通过施加压力使密封件发生变形，填充间隙并实现密封。
这种原理适用于橡胶、塑料等弹性材料的密封，如O型圈、密封圈等。
3. 表面张力原理：利用液体表面张力的特性，在密封件与被密封物体之间形成一层液体薄膜，实现密封。
这种原理适用于液体介质的密封，如液体密封剂、密封胶等。
4. 摩擦密封原理：通过两个物体之间的相对运动，使其表面产生摩擦力，阻止流体或气体的泄漏。
这种原理适用于旋转轴封、活塞密封等。
二、密封的分类根据密封的应用领域和结构特点，可以将密封分为以下几类：1. 静态密封：用于两个相对静止的物体之间的密封。
常见的静态密封包括垫片、填料密封、密封胶等。
垫片是一种用于填补间隙并防止泄漏的薄片材料，常用于管道、容器等连接处。
填料密封是将填料填充到间隙中，通过填料的变形实现密封。
2. 动态密封：用于两个相对运动的物体之间的密封。
常见的动态密封包括活塞密封、轴封、密封圈等。
活塞密封通常用于活塞与缸体之间的密封，轴封用于旋转轴与轴承之间的密封，密封圈则广泛应用于各种密封装置中。
3. 液体密封：用于液体介质的密封。
常见的液体密封包括液体密封剂、密封胶等。
液体密封剂是一种液体材料，通过填充间隙并在固化后形成密封。
密封胶是一种具有弹性的胶状材料，通过填充间隙并发生变形实现密封。
4. 气体密封：用于气体介质的密封。
常见的气体密封包括橡胶密封、金属密封等。
橡胶密封通常用于气体管道、阀门等连接处，金属密封适用于高温、高压等特殊环境下的气体密封。
5. 高温密封：用于高温环境下的密封。
密封圈轴孔配合尺寸
密封圈轴孔配合尺寸一、密封圈与轴的配合尺寸密封圈与轴的配合是一种重要的机械配合关系，它涉及到密封性能、旋转灵活性以及使用寿命等方面。
在选择配合尺寸时，需要考虑以下几个因素：1. 密封圈的材料与硬度：不同材料和硬度的密封圈，其弹性、耐压性等性能也有所不同，因此需要选择适当的配合尺寸以满足使用要求。
2. 轴的材料与尺寸：轴的材料、尺寸和表面粗糙度也会影响密封圈的使用寿命和密封性能，因此需要根据具体情况选择合适的配合尺寸。
3. 工作环境：工作环境的温度、压力、介质等条件也是选择配合尺寸时要考虑的因素。
例如，高温环境下需要选择耐高温的密封材料和配合尺寸。
根据以上因素，密封圈与轴的配合尺寸通常采用H7/js6的间隙配合方式，孔径公差±0.1mm，轴径公差±0.05mm。
这样可以保证密封圈具有一定的弹性和旋转灵活性，同时又能满足使用要求。
对于特殊的工作环境和工作条件，可以根据实际情况对配合尺寸进行调整。
二、密封圈与孔的配合尺寸密封圈与孔的配合也是密封系统中重要的配合关系之一。
它涉及到密封圈是否能够稳定地安装在孔内，并且在工作过程中不会出现松动或脱落等问题。
在选择配合尺寸时，需要考虑以下几个因素：1. 孔的直径与公差：孔的直径决定了密封圈的外径，而孔的公差则会影响到密封圈的安装和固定。
因此，需要根据密封圈的外径和孔的用途选择合适的孔径和公差。
2. 孔的材料与硬度：孔的材料和硬度也会影响密封圈的安装和固定效果。
例如，不锈钢材料相对于其他金属材料更硬，需要采用特殊的方法进行安装。
3. 工作环境：与密封圈与轴的配合尺寸相同，工作环境也是选择配合尺寸时要考虑的因素。
例如，高温环境下需要选择耐高温的密封材料和配合尺寸。
根据以上因素，密封圈与孔的配合尺寸通常采用H7/js6的间隙配合方式，孔径公差±0.1mm，这样可以使密封圈稳定地安装在孔内，同时又能满足旋转和轴向移动的要求。
对于特殊的工作环境和工作条件，可以根据实际情况对配合尺寸进行调整。
利用间隙配合处理动密封的方法
一、引言在实际工程中，机械设备的工作介质常有泄漏，不仅造成了润滑油的浪费，而且设备在缺少润滑的状态下工作，会加剧零部件的磨损，引发设备故障。
一般来说，为防止设备故障的发生，常采用密封技术来解决此类问题。
常用的密封形式，按种类可分为动密封和静密封两种，静密封是指相对静止的结合面之间的密封，主要有垫密封、胶密封和直接接触式密封三类，动密封是相对运动的结合面之间的密封，主要有接触式和非接触式两类。
对于常用的鼓风机而言，其轴承座上盖与底座之间的密封属于静密封，而轴与轴承座前后透盖之间的密封属于动密封。
在生产实际中，轴承座上盖与底座之间的静密封一般来说比较好处理，通常采用加石棉垫、涂密封胶等方式就能实现密封。
而轴与轴承座透盖之间的密封比较难处理，表现为密封件使用寿命短，密封不可靠，甚至出现由于压紧量过大而导致透盖发热等现象，因此，必须采取切实可行的方法，解决风机轴承座透盖漏油的问题。
二、损坏机理分析按照机械传动设计理论来说，风机的传动系统是最为简单的，电机通过一对接手（通常为弹性柱销式联轴器）将转动力矩传递给风机叶轮，带动叶轮旋转产生风量。
其传动系统中并没有常见的减速装置，风机转速主要有电机转速决定，或者在电气控制上采用变频调速的方式来调整风机的转速，因此其传动系统应该说是简单、可靠的。
但是，在生产实际中，风机轴承座漏油却经常出现，一般来说，轴承座漏油部位有两处，一是轴承座上盖和座体的结合面（俗称哈夫面）漏油，二是轴承座前后透盖与轴之间。
轴承座上盖和座体之间的结合面漏油比较好处理，通常采用涂胶或加密封垫的方式就能较好的解决问题，而轴承座前后透盖与轴之间的漏油问题比较难解决，具体分析有以下几个原因：1.轴承透盖与轴之间的密封属于动密封，对于动密封来说，其本身处理起来就比较困难；2.风机的转速比较高，常用风机的转速一般都大于1450r/min，对于高速旋转的轴来说，密封元件磨损较快，密封效果不好；3.如果采用接触式密封，密封元件和高速运转的轴之间会产生摩擦发热，不仅会损坏密封元件，还会由于发热损坏轴和轴承；4.风机在运转的过程中会产生振动，风叶的振动通过轴传递给轴承座，会加剧密封元件的磨损，特别是在轴承座的风叶侧，由于远离动力源（电机），震动的幅度较大，密封元件的磨损加剧；5.风机在使用过程中，由于风叶的磨损的不均匀性，会出现风叶不平衡，在运转过程中远端会出现摆动，使轴承座密封件快速失效，甚至损坏轴承。
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引言
在实际工程中，机械设备的工作介质常有泄漏，不仅造成了润滑油的浪费，而且设备在缺少润滑的状态下工作，会加剧零部件的磨损，引发设备故障。
一般来说，为防止设备故障的发生，常采用密封技术来解决此类问题。
常用的密封形式，按种类可分为动密封和静密封两种，静密封是指相对静止的结合面之间的密封，主要有垫密封、胶密封和直接接触式密封三类，动密封是相对运动的结合面之间的密封，主要有接触式和非接触式两类。
对于常用的鼓风机而言，其轴承座上盖与底座之间的密封属于静密封，而轴与轴承座前后透盖之间的密封属于动密封。
在生产实际中，轴承座上盖与底座之间的静密封一般来说比较好处理，通常采用加石棉垫、涂密封胶等方式就能实现密封。
而轴与轴承座透盖之间的密封比较难处理，表现为密封件使用寿命短，密封不可靠，甚至出现由于压紧量过大而导致透盖发热等现象，因此，必须采取切实可行的方法，解决风机轴承座透盖漏油的问题。
损坏机理分析
常用的风机传动系统见下图：
电机接手轴承座风机叶轮
按照机械传动设计理论来说，风机的传动系统是最为简单的，电机通过一对接手（通常为弹性柱销式联轴器）将转动力矩传递给风机叶轮，带动叶轮旋转产生风量。
其传动系统中并没有常见的减速装置，风机转速主要有电机转速决定，或者在电气控制上采用变频调速的方式来调整风机的转速，因此其传动系统应该说是简单、可靠的。
但是，在生产实际中，风机轴承座漏油却经常出现，一般来说，轴承座漏油部位有两处，一是轴承座上盖和座体的结合面（俗称哈夫面）漏油，二是轴承座前后透盖与轴之间。
轴承座上盖和座体之间的结合面漏油比较好处理，通常采用涂胶或加密封垫的方式就能较好的解决问题，而轴承座前后透盖与轴之间的漏油问题比较难解决，具体分析有以下几个原因：
轴承透盖与轴之间的密封属于动密封，对于动密封来说，其本身处理起来就比较困难；风机的转速比较高，常用风机的转速一般都大于1450r/min，对于高速旋转的轴来说，密封元件磨损较快，密封效果不好；
如果采用接触式密封，密封元件和高速运转的轴之间会产生摩擦发热，不仅会损坏密封元件，还会由于发热损坏轴和轴承；
风机在运转的过程中会产生振动，风叶的振动通过轴传递给轴承座，会加剧密封元件的磨损，特别是在轴承座的风叶侧，由于远离动力源（电机），震动的幅度较大，密封元件的磨损加剧；
风机在使用过程中，由于风叶的磨损的不均匀性，会出现风叶不平衡，在运转过程中远端会出现摆动，使轴承座密封件快速失效，甚至损坏轴承。
因此，风机在生产使用过程中，轴承座透盖与轴之间无论是采用羊毛毡，还是采用密封圈进行密封，其密封元件使用寿命都比较短，密封效果不可靠，经常会发生漏油现象。
同时，由于轴承座两侧透盖一般采用整体浇铸后进行加工的方式生产，每当出现漏油情况，必须将轴承座电机侧的接手和风叶拆除后，才能将轴承座透盖拆下，更换密封元件。
这样一来不仅要消耗大量的人力和物力，而且，按照原有的密封方式更换密封元件后，使用效果仍然很不理想，导致生产现场要么频繁更换密封件，要么放弃密封，改用及时补油得方式处理，按照这种方式，既不经济，又会给设备留下很大的隐患，不利于设备的长周期、稳定运行。
改进方案
按照以上的分析，我们对风机的轴承座透盖进行了改进，重新设计和制造了轴承座的透盖。
首先，为了维修的方便，将整体浇铸后加工的透盖改为上下剖分式的，其上下结合面（哈夫面）采用石棉垫进行密封。
其次，轴与轴承座端盖之间的动密封采用微量间隙式机械密封，利用轴与密封件之间的微量间隙实现运转部件的密封，具体做法如下：
固定螺栓xx
凹槽回油孔回油槽连接螺栓
端盖整体浇铸完成之后，沿中心线剖开，用连接螺栓紧固后按照轴的尺寸车出内圆，内圆直径比轴径大5mm
在盖体上预先加工出四道凹槽，将同等厚度的紫铜板（或黄铜板）铆入凹槽后，将两哈夫端盖用螺栓连接好，按照轴的直径进行加工；
在轴承下端盖内侧加工三个回油孔和一道回油槽，回油孔位于凹槽之间；
按照原有轴承座透盖固定螺栓的位置分别在剖风的轴承端盖断面上加工固定螺栓孔，孔径须大于原有孔径2-3mm；
将轴承及接手、叶轮安装完成之后，到现场安装轴承座上盖及端盖，安装完成之后试车运行。
由于此项改造是利用轴和紫铜板之间的间隙进行密封，因此，现场安装的环节尤其重要，需要有经验的钳工认真进行，在安装的过程中，如果发现配合间隙不能达到要求，须对加工件进行二次加工，不能盲目安装，具体要求如下：
1.安装风叶之前，必须对风叶做动平衡试验，以消除由于风叶不平衡而导致的摆动现象；
2.风机轴装入轴承座后，需测量风机轴的水平度，以确保风机轴及风叶的重量完全由轴承承担，轴承座下端盖不能受力；
3.安装轴承座上盖，在其与座体之间的结合面上采用石棉垫或涂胶进行密封，上紧连接螺栓，确保不漏油；
4.安装轴承座下端盖，紫铜板与轴之间的间隙保证在
0.06-
0.10mm，圆周方向用塞尺进行测量，确保圆周方向基本相等后上紧固定螺栓；
5.轴承上端盖安装时，紫铜板与轴之间的间隙与下端盖相同，哈夫面采用涂胶或石棉垫密封，上紧固定螺栓和连接螺栓后，用塞尺测量圆周方向间隙，确保圆周方向间隙基本相等。
实施效果
根据以上的设计，我们对我厂老喷煤系统的三台球磨机风机进行了改造，改造完成之后，风机轴承座漏油的问题得到了彻底的解决，原来为处理漏油问题，每月必须对风机系统进行一次检修，改造完成之后，风机的使用寿命，特别是风机轴承的使用寿命达到了一年半以上，其中3#球磨机风机一直到停产都未出现过漏油机轴承损坏现象，其使用效果是非常理想的。
结语。