旋转密封件

zonde

旋转密封件
1 ^" l$ a9 b$ N+ [; T一、        旋转轴唇形密封圈（油封）
旋转轴唇形密封圈俗称油封。它是安装在旋转轴和静止件之间，用于密封润滑油外泄和防止外界尘土、杂物侵入设备内部的动密封元件。
普通油封的使用压力小于0.5MPa，耐压油封的工作压力可达1~1.2MPa。
油封的工作温度范围
+ d' }+ ?5 {# y+ Z$ Y+ P丁腈橡胶制作：-40~+120℃，氟橡胶制作：-25~+200℃，丙烯酸酯橡胶制作：-20~+150℃。油封的工作线速度一般小于15m/s。
0 B& N) l4 u; `7 f1 P- F油封的分类
% j2 T1 j1 G5 Q; S+ t按轴的旋转线速度高低分类，可分为低速油封（小于6m/s)和高速油封（大于6m/s）
按油封所能承受的压力高低分类，可分为常压型油封和耐压型油封。
按油封的结构及密封原理分类，可分为标准型油封和动力回流型油封。
按构成油封的组件材质分类，又可分为有骨架型油封和无骨架型油封；有弹簧型油封和无弹簧型油封。
( [9 `1 d0 X: d4 g1 b* A4 m通常，对油封的要求是：
1）        结构简单，制作和装拆容易；
" F- U3 x7 C5 I* T9 f' U2）        安装腔体的尺寸紧凑，加工方便；
# U) u6 w3 V! p" a8 ?; S3）        密封性能好，能长时间保持密封效果；
4）        对轴的振摆、偏心的适应性能好。
5 O3 W+ c$ l- |' q5 |1、        密封原理
油封在旋转轴上的安装情况，如下图所示：

. v$ ~6 T  ^) {- p
$ D& K8 c  Y: g



% h- c0 A* c/ R

: ?4 L( M% z# H4 J4 a/ Z. s% a3 c7 T在自由状态下，油封的内径小于轴径，有一定的过盈量。这样，当油封装到轴上后，即使没有弹簧，也有一定的径向力作用在轴上。为了保证密封的可靠性，在油封唇缘的上方，加装一个弹簧。
+ K$ Q* j; O- _: t! I+ r依靠弹簧对轴的抱紧力来克服轴在旋转状态下，因振摆、跳动所造成的间隙，并使油封的唇缘能始终紧贴于轴的表面。
6 c" }# k" ?+ D8 C  {/ I  |( `维持油封密封性能的关键是介于唇缘于轴表面之间的一层油膜。因此，油封的密封原理是建立在滑动轴承的润滑理论上的。
4 r& ~$ y' X- S5 F8 _& S在轴旋转的动态过程中，油膜的厚度也在不断变化，其变动量一般约在20%~50%之间。油膜厚度变化的原因是维持油膜存在的表面张力在不断波动。而油膜的表面张力则与有的粘度、运动速度等因素有关。
- c3 D* W+ {# H* V一般认为油膜过后，容易泄露；油膜过薄，则会导致干摩擦。
9 L6 s! i: n$ f最理想的情况是保持“临界油膜厚度”，即始终保持临界润滑状态。而“临界油膜厚度”的形成与保持，与油封对轴的径向力的大小及其分布状况直接有关。
3 @* C6 h; y. ?2 L( g+ v5 B' w9 t$ c最理想的情况是：尽量采用最小的径向力而得到最尖锐的“峰值”压力分布，可获得最佳的密封效果。
2、        油封的选用
$ @; Y- q% B+ V1 @* `选择油封的材料时，必须考虑材料对工作介质、工作温度及唇缘在轴高速旋转时的适应性。
一般油封工作时若其唇缘的温度高于工作介质温度20~50℃，应引起重视。
6 A1 i( F: H' e: m1 G7 _% x常压性油封的使用压力一般不超过0.05MPa。当工作压力超过0.05MPa时，应选用耐压性油封。目前，国外耐压型油封的使用压力可达10MPa。
* w4 v& y- ?. Q9 ]; A# I# @油封的形式和种类很多，可按工作条件与使用要求查阅有关设计手册选用。
6 i1 m- j' Q: [& X油封安装时，为获得适当的初始径向力，应保证唇缘对旋转轴的过盈量要求，其值如下图所示：
- b& B6 p, S6 ~- o6 ~- [$ q

* s5 v% I) K; u6 ?
! _) R# {1 z7 p/ n. u7 I二、        旋转轴格来圈
旋转轴格来圈密封装置由一个高级Turcn材料的密封环格来圈和一个弹性施力的O形密封圈组合而成，如下图所示：
6 E/ t/ O* w, P; ~+ t5 W

- q( f* S& s8 x/ j' k; x为适应高速和低速不同工况的需要，根据格来圈的截面大小不同，在油封面上加工了一个或两个环形沟槽。
该沟槽具有以下功能：由于提高了密封表面的比压，因此提高了密封效果；形成一个润滑油腔，从而降低了摩擦力。
为了保证介质压力能作用到O形密封圈上，在格来圈的侧面开有若干条径向沟槽，用以托住O形密封圈。格来圈的背面，设计成内凹弧形，使之增加接触面，防止格来圈随轴产生旋转。
% @2 {$ p! D( _1 c( l旋转格来圈具有如下特点：
1）        内圆密封或外圆密封均能适用；
" Y) N( J* z) m+ n0 p% H- ^8 \4 F: d2）        具有润滑腔，摩擦力小，无粘滞现象，启动时不爬行；
3）        抗磨性和尺寸稳定性好。
旋转格来圈密封装置应用于有旋转摆动运动的轴、杆、销、旋转接头等处的动密封。它可承受两侧压力或交变压力的作用。
. t( j4 V+ q: v工作压力：不大于30MPa（1m/s时），或不大于20MPa（2m/s时）；工作温度：-54~+200℃（取决于O形密封圈的材质）；工作介质：石油基液压油、难燃液、环保安全液压液（生物油）、水、空气等。
2 c( H/ M" k( c. i三、        旋转Variseal密封圈
; X9 h  z6 G  E( w4 E& b, t" v+ b旋转Variseal密封圈是一种用于旋转轴处的单向作用密封圈。
7 c/ j# J$ n" p5 Y5 ^3 w8 L: j它由一个用Turcon材料制作的U形密封圈和一个V形不锈钢弹簧所组成，如下图所示：



% _  [, _3 m9 j& _& u在密封圈的外部有一个凸缘，所以可以防止它在沟槽内旋转；它的密封唇短而厚，降低了摩擦，延长了使用寿命，在粘度很高的工作介质中也有良好的密封效果。
2 v. Z* Z4 u; N& H在低压和零压时，初始密封力由弹簧产生。当系统压力升高后，则主要密封力由系统压力形成。因此，从零压到高压均能保证良好密封。
1 X% N5 h' }5 S. A$ M! K2 K由于密封圈和弹簧的材质对工作介质都有较好的相容性，所以除液压系统外，还可广泛应用于化学、医药和食品等工业部门。
若在弹簧处的空腔内充填弹性硅胶，一防止污染物进入密封圈，并可进行消毒，便成为一种“洁净型”的密封圈。这种结构还可用于泥渣、稀浆或胶质等场合，可防止砂砾进入密封圈空腔而妨碍弹簧工作。
旋转Variseal密封圈的应用实例，如下图所示：
  X* D/ R! s9 N. ]
0 U  L! ?6 t" ~) e2 M8 h7 _- X
" k; k3 I8 k* D" C
" b3 e  l3 U6 L  b密封圈的工作压力：不大于15MPa（动负载时）或不大于25MPa（静负载时）；工作速度：不大于2m/s（旋转运动时）或不大于10m/s（往复运动时）；工作温度：-100~+200℃；工作介质：各种液体、化学品和气体。
旋转Variseal密封圈的优点是：
1）        旋转、往复动密封和静密封都能使用；
" p. G. Y' |8 i2）        精确控制时无爬行现象；
3）        具有良好的刮除效果；
" Q% L" a3 V$ v  j/ X: o# o( k! m2 b4）        具有良好的抗磨性能和尺寸稳定性；
5）        能适应急剧的温度变化；
6）        可以消毒，对食品和药液等不会污染。
% L5 y* V2 }3 r