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[辅机配件] 旋转密封件

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发表于 2017-3-21 14:35 |显示全部楼层
旋转密封件
5 I2 D6 N9 T$ C  Q+ p3 }一、        旋转轴唇形密封圈(油封)
! e5 H$ N' d9 l4 b8 }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。
5 \7 r" V; [) w) L% {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。  c  g" v4 b2 X0 S2 q
油封的工作温度范围# h) V1 _/ U3 |$ {
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。
' q3 A3 t) g, M8 n油封的分类
6 ?2 u2 q8 r; g; s6 j! y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)
0 {$ ?( P( J: |" v) |; \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。: K* y/ _/ t# M* v
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。
. K8 b. `1 A8 i  m1 ~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。/ R5 g1 @1 Q: G. ^: c1 k5 y
通常,对油封的要求是:
7 G- r0 f, V" y; p1)        结构简单,制作和装拆容易;
1 Y% v2 Q, t; e* u, ~3 s5 o  I2)        安装腔体的尺寸紧凑,加工方便;
1 m) G; {" m% `! h/ N# n3)        密封性能好,能长时间保持密封效果;
5 z, ]9 j- k1 l7 D( |3 p+ F$ J; A4)        对轴的振摆、偏心的适应性能好。' D: s$ U0 K* O1 U$ |0 E3 _% n
1、        密封原理
# b7 ~5 a! o% e  r1 n油封在旋转轴上的安装情况,如下图所示:+ L  d$ X. Q3 s/ @  \3 w# F
" P9 c) C) H4 `0 o
* N, ^. A5 H7 m' f( O  Y# S
( L# [& r) C: u% g4 X; K# ?7 U& k; T
5 _# Z+ G$ V; o$ M& k& t# \6 C

6 `0 S) z. L1 g1 f1 Y0 l* F% U# ^+ K- T5 Q! n9 C9 A
7 z- |2 h" N/ g+ E2 ~: v. F( m
5 w0 m3 Y& F4 F2 U8 U1 V' ?  D3 |
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。1 x# R3 S- O; G) @- }& v7 `, L
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。
. U/ e  t5 ^( K! |4 y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。
/ u7 M6 t6 t3 S! A  m; \/ y* J; e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。
9 q; O  f- x" r/ g  D3 ]" _5 E7 t一般认为油膜过后,容易泄露;油膜过薄,则会导致干摩擦。* ]3 [+ Q; B3 p, S2 r. c; I
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。
. ~/ z* b( b& {5 y# S: i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。
# q$ R0 Y8 @6 H3 S% n2、        油封的选用: c8 ~; ~( m& w. B$ a! P
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。& H. A) `- [1 d  r' }9 G" n/ p
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。
* o& B- U( B# ~" x& U* s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。
1 X; P) N& j  a( b7 j* `2 M! ~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。! ]! k" M. Y3 i3 E
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:: l; J4 u  ~* H4 |

4 l0 R# y/ E" W. v+ a& O, m4 q" _7 t) _& k8 s

% |. |) V+ D4 x9 x, X二、        旋转轴格来圈
+ }8 U- ^0 N1 A" G% ?! ]  H( J( z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:
1 ~( G, ]0 m* W$ W  Q
9 h1 o9 V# I3 J4 e/ k/ x$ l  a4 d" q4 ]6 i& x( u& |" `% B6 m
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。
4 c( v  z: ~* v. X  L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。
- o! r+ l9 c3 A- B$ Z( K, ?! v- W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。, ^" ^; a4 i$ q# p* M3 Z& `
旋转格来圈具有如下特点:
8 M3 A" C' @" F, X6 [1)        内圆密封或外圆密封均能适用;
" @/ u, L$ @; m8 E2)        具有润滑腔,摩擦力小,无粘滞现象,启动时不爬行;0 X2 ]0 L, h' E+ @
3)        抗磨性和尺寸稳定性好。
$ ^& R# `0 }( d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。
3 _7 }* p1 I- G6 G. \5 o, \6 y+ H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。
7 Q0 C- U* |! S5 b; R% ^( _三、        旋转Variseal密封圈
& `0 q  U3 {: W旋转Variseal密封圈是一种用于旋转轴处的单向作用密封圈。  ]# ]0 C; ~9 P% h3 p5 f
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:
, j7 g! s" X6 F4 C9 x6 e. E, ~% ?2 f7 v
  B0 I0 Y" |% |

: i5 C7 {% g8 n2 w' M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。0 i: r4 X" D2 f8 K; W3 t4 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。
  b- u9 n  v$ M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。$ ~8 g% ~& z3 [
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。* k- r) \1 m; \
旋转Variseal密封圈的应用实例,如下图所示:+ Q1 V  O$ p" ~3 N0 G
. }. X" F/ s! l! {/ e
9 J8 h3 s5 o, Y. h

/ h: e$ V* v9 R1 L; S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。
: r0 t. M% O% t2 H8 _1 d旋转Variseal密封圈的优点是:
: y" `( C# l$ l3 P" X  e$ d# o' V1)        旋转、往复动密封和静密封都能使用;7 t8 A. F, D/ g7 I/ ~- l. Q
2)        精确控制时无爬行现象;
' H* {: H8 i$ P3)        具有良好的刮除效果;
* C! s# j. W0 F9 x& q4)        具有良好的抗磨性能和尺寸稳定性;% c. z# Y. P; X5 _1 o$ y) p  w
5)        能适应急剧的温度变化;; {2 n% s/ o9 d9 C0 P
6)        可以消毒,对食品和药液等不会污染。
; }7 o+ G- x6 {- u; w6 T, Z( `

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