旋轉(zhuǎn)密封件

中德密封

旋轉(zhuǎn)密封件

一、旋轉(zhuǎn)軸唇形密封圈（油封）

旋轉(zhuǎn)軸唇形密封圈俗稱油封。它是安裝在旋轉(zhuǎn)軸和靜止件之間，用于密封潤(rùn)滑油外泄和防止外界塵土、雜物侵入設(shè)備內(nèi)部的動(dòng)密封元件。

普通油封的使用壓力小于0.5MPa，耐壓油封的工作壓力可達(dá)1~1.2MPa。

油封的工作溫度范圍

丁腈橡膠制作：-40~+120℃，氟橡膠制作：-25~+200℃，丙烯酸酯橡膠制作：-20~+150℃。油封的工作線速度一般小于15m/s。

油封的分類

按軸的旋轉(zhuǎn)線速度高低分類，可分為低速油封（小于6m/s)和高速油封（大于6m/s）

按油封所能承受的壓力高低分類，可分為常壓型油封和耐壓型油封。

按油封的結(jié)構(gòu)及密封原理分類，可分為標(biāo)準(zhǔn)型油封和動(dòng)力回流型油封。

按構(gòu)成油封的組件材質(zhì)分類，又可分為有骨架型油封和無(wú)骨架型油封；有彈簧型油封和無(wú)彈簧型油封。

通常，對(duì)油封的要求是：

1） 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作和裝拆容易；

2） 安裝腔體的尺寸緊湊，加工方便；

3） 密封性能好，能長(zhǎng)時(shí)間保持密封效果；

4） 對(duì)軸的振擺、偏心的適應(yīng)性能好。

1、 密封原理

油封在旋轉(zhuǎn)軸上的安裝情況，如下圖所示：

在自由狀態(tài)下，油封的內(nèi)徑小于軸徑，有一定的過(guò)盈量。這樣，當(dāng)油封裝到軸上后，即使沒(méi)有彈簧，也有一定的徑向力作用在軸上。為了保證密封的可靠性，在油封唇緣的上方，加裝一個(gè)彈簧。

依靠彈簧對(duì)軸的抱緊力來(lái)克服軸在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下，因振擺、跳動(dòng)所造成的間隙，并使油封的唇緣能始終緊貼于軸的表面。

維持油封密封性能的關(guān)鍵是介于唇緣于軸表面之間的一層油膜。因此，油封的密封原理是建立在滑動(dòng)軸承的潤(rùn)滑理論上的。

在軸旋轉(zhuǎn)的動(dòng)態(tài)過(guò)程中，油膜的厚度也在不斷變化，其變動(dòng)量一般約在20%~50%之間。油膜厚度變化的原因是維持油膜存在的表面張力在不斷波動(dòng)。而油膜的表面張力則與有的粘度、運(yùn)動(dòng)速度等因素有關(guān)。

一般認(rèn)為油膜過(guò)后，容易泄露；油膜過(guò)薄，則會(huì)導(dǎo)致干摩擦。

最理想的情況是保持“臨界油膜厚度”，即始終保持臨界潤(rùn)滑狀態(tài)。而“臨界油膜厚度”的形成與保持，與油封對(duì)軸的徑向力的大小及其分布狀況直接有關(guān)。

最理想的情況是：盡量采用最小的徑向力而得到最尖銳的“峰值”壓力分布，可獲得最佳的密封效果。

2、 油封的選用

選擇油封的材料時(shí)，必須考慮材料對(duì)工作介質(zhì)、工作溫度及唇緣在軸高速旋轉(zhuǎn)時(shí)的適應(yīng)性。

一般油封工作時(shí)若其唇緣的溫度高于工作介質(zhì)溫度20~50℃，應(yīng)引起重視。

常壓性油封的使用壓力一般不超過(guò)0.05MPa。當(dāng)工作壓力超過(guò)0.05MPa時(shí)，應(yīng)選用耐壓性油封。目前，國(guó)外耐壓型油封的使用壓力可達(dá)10MPa。

油封的形式和種類很多，可按工作條件與使用要求查閱有關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)選用。

油封安裝時(shí)，為獲得適當(dāng)?shù)某跏紡较蛄Γ瑧?yīng)保證唇緣對(duì)旋轉(zhuǎn)軸的過(guò)盈量要求，其值如下圖所示：

二、旋轉(zhuǎn)軸格來(lái)圈

旋轉(zhuǎn)軸格來(lái)圈密封裝置由一個(gè)高級(jí)Turcn材料的密封環(huán)格來(lái)圈和一個(gè)彈性施力的O形密封圈組合而成，如下圖所示：

為適應(yīng)高速和低速不同工況的需要，根據(jù)格來(lái)圈的截面大小不同，在油封面上加工了一個(gè)或兩個(gè)環(huán)形溝槽。

該溝槽具有以下功能：由于提高了密封表面的比壓，因此提高了密封效果；形成一個(gè)潤(rùn)滑油腔，從而降低了摩擦力。

為了保證介質(zhì)壓力能作用到O形密封圈上，在格來(lái)圈的側(cè)面開有若干條徑向溝槽，用以托住O形密封圈。格來(lái)圈的背面，設(shè)計(jì)成內(nèi)凹弧形，使之增加接觸面，防止格來(lái)圈隨軸產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。

旋轉(zhuǎn)格來(lái)圈具有如下特點(diǎn)：

1）內(nèi)圓密封或外圓密封均能適用；

2）具有潤(rùn)滑腔，摩擦力小，無(wú)粘滯現(xiàn)象，啟動(dòng)時(shí)不爬行；

3）抗磨性和尺寸穩(wěn)定性好。

旋轉(zhuǎn)格來(lái)圈密封裝置應(yīng)用于有旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的軸、桿、銷、旋轉(zhuǎn)接頭等處的動(dòng)密封。它可承受兩側(cè)壓力或交變壓力的作用。

工作壓力：不大于30MPa（1m/s時(shí)），或不大于20MPa（2m/s時(shí)）；工作溫度：-54~+200℃（取決于O形密封圈的材質(zhì)）；工作介質(zhì)：石油基液壓油、難燃液、環(huán)保安全液壓液（生物油）、水、空氣等。

三、旋轉(zhuǎn)Variseal密封圈

旋轉(zhuǎn)Variseal密封圈是一種用于旋轉(zhuǎn)軸處的單向作用密封圈。

它由一個(gè)用Turcon材料制作的U形密封圈和一個(gè)V形不銹鋼彈簧所組成，如下圖所示：

在密封圈的外部有一個(gè)凸緣，所以可以防止它在溝槽內(nèi)旋轉(zhuǎn)；它的密封唇短而厚，降低了摩擦，延長(zhǎng)了使用壽命，在粘度很高的工作介質(zhì)中也有良好的密封效果。

在低壓和零壓時(shí)，初始密封力由彈簧產(chǎn)生。當(dāng)系統(tǒng)壓力升高后，則主要密封力由系統(tǒng)壓力形成。因此，從零壓到高壓均能保證良好密封。

由于密封圈和彈簧的材質(zhì)對(duì)工作介質(zhì)都有較好的相容性，所以除液壓系統(tǒng)外，還可廣泛應(yīng)用于化學(xué)、醫(yī)藥和食品等工業(yè)部門。

若在彈簧處的空腔內(nèi)充填彈性硅膠，一防止污染物進(jìn)入密封圈，并可進(jìn)行消毒，便成為一種“潔凈型”的密封圈。這種結(jié)構(gòu)還可用于泥渣、稀漿或膠質(zhì)等場(chǎng)合，可防止砂礫進(jìn)入密封圈空腔而妨礙彈簧工作。

旋轉(zhuǎn)Variseal密封圈的應(yīng)用實(shí)例，如下圖所示：

密封圈的工作壓力：不大于15MPa（動(dòng)負(fù)載時(shí)）或不大于25MPa（靜負(fù)載時(shí)）；工作速度：不大于2m/s（旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)）或不大于10m/s（往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)）；工作溫度：-100~+200℃；工作介質(zhì)：各種液體、化學(xué)品和氣體。

旋轉(zhuǎn)Variseal密封圈的優(yōu)點(diǎn)是：

1）旋轉(zhuǎn)、往復(fù)動(dòng)密封和靜密封都能使用；

2）精確控制時(shí)無(wú)爬行現(xiàn)象；

3）具有良好的刮除效果；

4）具有良好的抗磨性能和尺寸穩(wěn)定性；

5）能適應(yīng)急劇的溫度變化；

6）可以消毒，對(duì)食品和藥液等不會(huì)污染。

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