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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 |只看该作者 |倒序浏览
旋转密封件' W) |0 e. p% {$ L4 E
一、        旋转轴唇形密封圈(油封)2 x( L4 u) U0 F0 r4 J$ D
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。, l7 i1 e5 J5 i; F9 M6 I1 v1 a
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。
5 x2 ]6 E4 M& \4 v油封的工作温度范围' M5 Z, l; P' o1 `4 j% Y( u5 v) a
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。6 Z/ S. o; b( k) b7 P
油封的分类
2 R4 x$ \+ ?6 Y+ B' t* k+ x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)
2 [# D8 `# \. N% Y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 E- l$ e- H  [  w
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。: z# W1 H( U! S" n1 A$ x
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。
! ?$ P& a" n4 o1 s) u$ k通常,对油封的要求是:# K8 C7 _2 `' a8 ?
1)        结构简单,制作和装拆容易;
; Z* H8 ?- s0 o4 _% `$ N2)        安装腔体的尺寸紧凑,加工方便;" ]$ b5 e# G; h9 a# u  i0 w- |( `
3)        密封性能好,能长时间保持密封效果;
! K- Q/ w7 b- [! h: h: A4)        对轴的振摆、偏心的适应性能好。: r9 b& G" @$ _2 b
1、        密封原理
6 {! f# v9 A# Y; `) u- }, W油封在旋转轴上的安装情况,如下图所示:7 c* [2 ~/ Y+ M2 ~5 I

6 ]" q! ~( u9 N: G6 {+ ^% H! D9 d* Q$ V' b2 V9 I
% C) G2 e: h: U
* W9 q+ A$ d/ e; t) P' {
+ C5 q% t# z8 z: C' f

8 E% }  w5 Z7 w$ c
5 F0 R: O, _* L) B* d* W9 @( [# v' g4 ]% i
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。
5 `+ R/ L/ m# S/ T/ b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。
  G* @8 w4 V. v, S3 }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。5 |* Y9 b* D  S9 @
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。0 _; f7 b1 l4 `& ~- G* p$ B9 f
一般认为油膜过后,容易泄露;油膜过薄,则会导致干摩擦。1 w! d" C, r& o5 E1 ^  j
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。
/ c; X: Y7 I9 o. |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。
9 T  J8 U: w% A# a+ m9 q; x9 P2、        油封的选用
# I6 N2 x4 m, B0 m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。+ P2 x' j9 n# B# h* |5 X$ Q1 o
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。2 [6 x  A4 u; }
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。# f3 t  X+ I( u* K7 a5 V
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。1 X& E9 g/ x6 _9 d1 B& a
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:: X, U+ l) j. u8 ~+ m9 A

2 l$ ]: q2 K0 V( H/ ~1 R7 @, P! [2 T: S* x# F

# M5 U( V  i/ q' Q! o0 Y二、        旋转轴格来圈
  b: O8 f! z+ j# @5 y+ 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:
2 M8 N# p1 j, R, p7 k: ?
, u6 c/ [: h* h3 d  u, _) N, h3 ^/ q- ^
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。1 h2 o( o- p9 B) }
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。
0 `# E+ o% c( z; L2 G6 ~3 R, ~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。3 d8 M9 |& V. V
旋转格来圈具有如下特点:: r; A% G# H7 g. h9 G. D# E
1)        内圆密封或外圆密封均能适用;
  d2 a( S& {7 u3 ]8 [7 w8 S2)        具有润滑腔,摩擦力小,无粘滞现象,启动时不爬行;
) E* R4 b- F* W3 D" o: O# G' @3)        抗磨性和尺寸稳定性好。
+ v% ^2 b) Z- X- A8 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。
7 ?& p1 Q8 f1 R, N* Z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。
( s6 d9 m9 r3 c' Y1 ]三、        旋转Variseal密封圈
& k3 p' e7 u3 t( H旋转Variseal密封圈是一种用于旋转轴处的单向作用密封圈。. v/ ], L$ a) M7 u7 C; @
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:
2 B8 Q3 O& d" ^6 m" F
# N, _; y) A$ Z& h6 R4 q# W- D  a! a4 ~' W/ P9 I4 j; f- n
) N1 a* N( V8 m4 q; c
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。
- @8 e# F. X6 o1 S( 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。, ?. u- A7 [! K7 I+ X
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。
1 m4 T* U! D. J+ Q3 U3 Z& y6 K" 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。
. m; n" E" G& a6 [  \) y旋转Variseal密封圈的应用实例,如下图所示:% C" U! w3 L9 ~1 z
0 ^$ P- _8 C- O. D; d0 K' I/ i1 \
& |5 L* S1 N+ K+ X* D; ^

  O, ^- x& f  I! @9 T, b, t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。
' p  G( d. L* p7 H9 u. J3 k旋转Variseal密封圈的优点是:9 `9 c, H. i* h& d
1)        旋转、往复动密封和静密封都能使用;) F  m( Z0 A, z" f
2)        精确控制时无爬行现象;
' E1 r1 X" P( ]5 a0 S. i0 \3)        具有良好的刮除效果;2 Q8 @! g! n& j% B, w
4)        具有良好的抗磨性能和尺寸稳定性;
4 o/ t7 @: I5 a4 v* [5)        能适应急剧的温度变化;
6 @, G* s' G2 b; y* [7 `6)        可以消毒,对食品和药液等不会污染。
  Z5 {% K. R! G; R* m( |4 w6 B

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