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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
* t% {/ I+ o. |+ k一、        旋转轴唇形密封圈(油封)
; B+ x' g) f' {$ P" z0 }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。7 r$ v1 J% ^0 ]  G! Z6 Q
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。2 T/ \0 ]" y3 u1 E
油封的工作温度范围6 l9 [, \7 ?3 C! {5 C6 T
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。
$ U8 }* H" V' n+ {油封的分类
6 ^! d) t' _3 g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)# a& w9 y& Q3 C' l
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。
0 J: e( c+ G& F% j. Y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。
* P$ B: A* k4 ^' x1 X1 i: \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。
& Q8 y% P" e8 C9 r! t- q( g通常,对油封的要求是:
) n- H) n; H- R1 e1)        结构简单,制作和装拆容易;0 ]0 P8 E, N1 G7 ?# V* Q
2)        安装腔体的尺寸紧凑,加工方便;
/ O7 Z' ^5 R1 P3)        密封性能好,能长时间保持密封效果;, i( K/ D0 P- T( n9 ?% Z
4)        对轴的振摆、偏心的适应性能好。) U& n8 k! {# p1 @
1、        密封原理
  _1 d( K6 u% q* }! l: b; W* e油封在旋转轴上的安装情况,如下图所示:# w/ P$ h- y  Q3 d" E, x/ B: R

1 j: c# o, D( y0 X  G) |
( v3 D4 ?% r5 W6 {' s, I
. i" w) v" T! Z) a( }& M1 I
- Q  h4 w: Z2 g+ o- H) k
, d; }/ A* D8 }6 a/ N) a0 h
1 B! f+ u) p5 T4 ^6 ?0 r
, K9 B) {- V8 M4 A0 C$ `( q  T8 x1 }! C2 y/ P( }: N2 m
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。6 T: x2 u3 z4 p0 `# X  ?
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。
0 P. j( `; ]# p- k( L. @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。/ ?, o. m+ g$ j/ }0 V
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。& j# o- c9 |" ?2 a
一般认为油膜过后,容易泄露;油膜过薄,则会导致干摩擦。
; a) {5 K3 B8 {! o4 i( Q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。
2 \& K: [+ c; Z$ A" P& D! B4 Z2 o3 x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。
$ \' _* r% b3 \2、        油封的选用3 l& m. @* v/ l% D; 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。6 m8 e$ J# J3 z2 j! @5 N; I& j
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。' }$ Z- l# [7 u5 N7 L! p- ?
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。+ G7 u/ z+ d( I. Y6 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。4 N2 i/ p9 _1 T$ j/ 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:& {! X8 E$ W" L9 b* [4 T9 n
- T4 y2 z! L# E8 K' V
$ T; T# x; y+ Z4 A. N

$ P4 s% G# ^8 x二、        旋转轴格来圈/ Z* t# t. U8 O" ~1 [- R0 _- S
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:
' h8 H( o2 _1 D; y
" {( p" p5 ?7 j( b% n1 _: y% T: A! B' m) I. y# \  R- `8 W9 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。( c5 }6 ~& [: C' [! d
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。) g* k0 @% D7 z7 S9 Y' v9 W* K
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。  }- i/ Q3 C- Q' w
旋转格来圈具有如下特点:
3 Z5 b7 @7 v5 X* S# T8 q" _0 Z1)        内圆密封或外圆密封均能适用;
1 ]* n  W2 T9 s! ]4 T2)        具有润滑腔,摩擦力小,无粘滞现象,启动时不爬行;) ?3 N6 A6 S' z' @8 g) ]! d
3)        抗磨性和尺寸稳定性好。; w  G, P5 t' \$ i' j
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。
- H. n  w3 [0 K! i: G5 w' P# G( y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。0 L/ A  ]4 _0 X- g* E
三、        旋转Variseal密封圈. i* @! h! h6 @/ O6 ~7 S) z
旋转Variseal密封圈是一种用于旋转轴处的单向作用密封圈。
' ^& R: u8 H6 U* [; s0 r* U7 x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:8 z8 u( A2 p4 s: p! E
2 `+ E# N* H9 W
( k8 a( V/ C. R7 u3 [

6 K+ [. [1 M+ d, ]8 T- z. Z+ ?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。
1 |3 ^8 F0 n! N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。
$ z8 b5 ?3 m; B. ~3 w) L5 Z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。+ k6 O8 ?* n) h: N7 k
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。
, n/ E* ~5 ~7 `8 F  F旋转Variseal密封圈的应用实例,如下图所示:/ e- ]. ^% n7 M# w" U

" w7 O1 n0 |+ N9 ]; m6 u# S) J: s

' M! \, `! J; c: \+ `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。
6 J% P  F) W' X. Y$ r5 V" P# w+ l- V8 r3 }旋转Variseal密封圈的优点是:
; U2 u; I/ m+ K/ O( b4 p, Y: Z1)        旋转、往复动密封和静密封都能使用;
% d- Z' o, N6 O  E1 t2)        精确控制时无爬行现象;
8 E* h& }. Z: d& D3)        具有良好的刮除效果;
# p1 Z* u  t5 V2 a/ B+ Q4)        具有良好的抗磨性能和尺寸稳定性;2 I* G- ^. N; \
5)        能适应急剧的温度变化;4 U! u9 V5 p; L/ I. R
6)        可以消毒,对食品和药液等不会污染。$ w/ O3 }1 |. `1 a& L0 Z5 w/ L

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