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關(guān)于旋轉(zhuǎn)軸密封(油封)常見問(wèn)題的解答

2023-11-28

來(lái)源:泵沙龍

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旋轉(zhuǎn)軸密封幾乎可以在日常生活的各個(gè)方面找到 - 家用電器、汽車、卡車以及各個(gè)行業(yè)。雖然通常被視為商品,但它們的故障可能導(dǎo)致代價(jià)高昂的停機(jī)時(shí)間和生產(chǎn)力損失。盡管它們?cè)跓o(wú)數(shù)應(yīng)用中使用,但許多人仍然對(duì)如何使用它們有基本問(wèn)題。以下是一些常見問(wèn)題。

1. 什么是固定板(蓋板),為什么需要全橡膠剖分式密封?

蓋板是一塊金屬或其它硬質(zhì)材料,在油封放入箱體內(nèi)孔后安裝。蓋板推動(dòng)油封的背面并將其壓縮到箱體中。全橡膠剖分式密封(All-rubber split seals)都需要蓋板,因?yàn)檫@種樣式的密封沒(méi)有外部加強(qiáng)件來(lái)幫助保持密封,因此需要在箱體內(nèi)部進(jìn)行壓縮,以確保佳的密封性能。

2. 安裝油封時(shí),唇口應(yīng)朝哪個(gè)方向?

單唇密封是單向的,只能在一個(gè)方向上密封。主密封唇應(yīng)始終朝向或指向需要密封的介質(zhì)。被密封的介質(zhì)通常是油脂或潤(rùn)滑油,但也可能是需要留在儲(chǔ)罐內(nèi)的化學(xué)介質(zhì)。如果密封用作隔離并防止污染,則密封唇口應(yīng)面向污染物,這可能是污垢和灰塵或化學(xué)清洗劑。有時(shí)密封將具有一個(gè)輔助唇或兩個(gè)相對(duì)的唇,以防止污垢或污染物遠(yuǎn)離軸承系統(tǒng)和/或被密封的介質(zhì)。

3. 應(yīng)該為油封選擇哪種橡膠材料?

正確的材料選擇對(duì)于良好的密封性能至關(guān)重要。影響彈性體選擇的因素之一是應(yīng)用溫度。在許多具有溫和運(yùn)行工況的密封應(yīng)用中,使用的常見橡膠是丁腈橡膠 NBR,其額定使用溫度通常高達(dá) 200 °F(100 °C)。丁腈橡膠成本低,耐磨性好,但如果在較高的溫度下使用,會(huì)硬化和/或開裂。在高于 200 °F 的溫度下,有些人選擇羧化或氫化丁腈 HNBR,通常額定使用溫度高達(dá) 300 °F(150 °C)。在更高溫度下使用的另一種彈性體是氟橡膠FKM,其額定使用溫度高達(dá)400 °F(200 °C)。然而,為了獲得更高的耐溫能力,這些材料的成本將高于標(biāo)準(zhǔn)丁腈。

除了考慮溫度因素外,一些應(yīng)用還包含化學(xué)介質(zhì),可能需要更相容的材料,如氟橡膠FKM甚至聚四氟乙烯PTFE,這些材料可能不受許多化學(xué)品的影響。需要注意的是,PTFE唇部材料更接近塑料而不是彈性體,將有不同的應(yīng)用考慮因素。

4. 如果應(yīng)用需要符合FDA要求,應(yīng)該使用哪種唇形密封材料?

食品和飲料行業(yè)通常需要符合 FDA 標(biāo)準(zhǔn)的密封件。這意味著唇部和箱體材料必須符合 FDA 的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。一些符合 FDA 標(biāo)準(zhǔn)的可用唇部材料包括 FDA 硅膠、FDA 氟橡膠和一些 PTFE 配方,僅舉幾個(gè)例子。如果密封有金屬外殼,F(xiàn)DA合規(guī)性要求使用316SS。此外,食品和飲料應(yīng)用中的許多設(shè)備在使用時(shí)都需要清潔或蒸煮。密封必須能夠承受與這些流程相關(guān)的清潔用化學(xué)品和高溫。

5. 對(duì)于苛刻化學(xué)品的應(yīng)用,建議使用哪種唇形密封材料或設(shè)計(jì)?

根據(jù)應(yīng)用的不同,一些暴露于化學(xué)介質(zhì)的應(yīng)用可能需要PTFE唇形密封,該密封將與廣泛的化學(xué)品兼容。此外,一些PTFE唇形密封設(shè)計(jì)可以承受標(biāo)準(zhǔn)彈性體密封無(wú)法承受的高壓和干運(yùn)行工況。PTFE密封可以有金屬外殼也可以沒(méi)有金屬外殼,并且可以安裝在與傳統(tǒng)油封相同的凹槽中。

6. 應(yīng)該選擇金屬外殼還是橡膠外徑(OD)的密封件?

帶有金屬外殼的密封通常具有的外徑干涉,或保持在箱體內(nèi)的能力。這種極其緊密配合的代價(jià)是,安裝金屬外殼密封時(shí)可能會(huì)發(fā)生箱體損壞。一些用戶更喜歡橡膠外徑密封,因?yàn)樗诎惭b過(guò)程中不會(huì)劃傷或損壞箱體。改用橡膠外徑密封,也可以更好地靜態(tài)密封以前由金屬外殼密封引起的箱體損壞。另一個(gè)考慮因素是標(biāo)準(zhǔn)鋼制金屬外殼可能會(huì)隨著時(shí)間的推移而氧化或生銹。對(duì)于全橡膠或金屬封裝的橡膠外徑密封,這就不是問(wèn)題。

7. 從設(shè)備上拆下?lián)p壞的油封時(shí),如何知道需要什么尺寸的油封?

更換失效的油封時(shí),請(qǐng)勿通過(guò)測(cè)量使用過(guò)的油封來(lái)確定尺寸,因?yàn)樗鼤?huì)給出錯(cuò)誤的測(cè)量結(jié)果。除了不同制造商使用不同的設(shè)計(jì)干涉之外,使用過(guò)的和磨損的油封在拆卸過(guò)程中經(jīng)常會(huì)損壞。制造商設(shè)計(jì)適合用戶設(shè)備的油封,因此用戶需要做的就是向密封制造商提供設(shè)備的軸直徑、孔徑和孔深。此外,請(qǐng)檢查密封上的標(biāo)記,因?yàn)橛行┯头鈺?huì)顯示所需的設(shè)備尺寸。

8. 如何測(cè)量油封的尺寸?

在大多數(shù)情況下,用戶不需要測(cè)量油封。為了正確確定油封的尺寸,用戶只需知道設(shè)備的軸直徑、孔徑和孔深。

不過(guò),如果用戶試圖驗(yàn)證其制造尺寸,可能需要測(cè)量油封。油封上重要的尺寸是內(nèi)徑ID、外徑OD和寬度/高度。密封的ID不是直接測(cè)量的,因?yàn)槿绻焕旎蚋淖兇讲?,很難測(cè)量。密封的外徑用一種叫做pi tape的特殊設(shè)備進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量。pi tape可以考慮密封的任何不圓的情況,而卡尺可能不會(huì)。密封的寬度或高度、厚度好用卡尺測(cè)量,并應(yīng)在整個(gè)直徑外圓不同位置進(jìn)行幾次測(cè)量。

9. 油封厚度重要嗎?

只要油封與軸和孔徑正確匹配,且密封厚度差異不大,通常影響不是很明顯。如果密封的厚度大于實(shí)際的孔深,則唯一的潛在問(wèn)題可能是干擾周圍設(shè)備。相反,如果密封厚度小于實(shí)際孔深,這通常不是問(wèn)題,除非密封是由固定器或蓋板壓縮的全橡膠樣式。在這種情況下,佳的做法是用墊圈墊片占用孔座內(nèi)的額外空間,以確保蓋板正確壓縮密封。

10. 油封中使用彈簧的目的是什么?

彈簧在密封圓周周圍提供載荷,并使密封唇緊貼軸的表面。一些密封設(shè)計(jì)使用環(huán)狀螺旋彈簧設(shè)計(jì),該設(shè)計(jì)在軸周圍的所有位置施加壓力。其它密封類型采用指形彈簧設(shè)計(jì),僅在需要的區(qū)域提供獨(dú)立的手指動(dòng)作。環(huán)狀螺旋彈簧可能會(huì)發(fā)生彈簧傾倒,因?yàn)樗鼈兺ǔ7旁谂c密封唇部斷開的模制凹槽內(nèi)。例如,如果彈簧在安裝過(guò)程中脫落,則可能會(huì)在啟動(dòng)時(shí)進(jìn)入設(shè)備,通常會(huì)對(duì)昂貴的軸承和其它設(shè)備造成嚴(yán)重?fù)p壞。然而,指形彈簧設(shè)計(jì)通常是模制或機(jī)械連接到密封的,因此彈簧不會(huì)脫落或損壞設(shè)備。

11. 油封可以使用多長(zhǎng)時(shí)間?

由于運(yùn)行工況未知,并且它們差異很大,因此很難在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備上確定密封壽命。此外,實(shí)際工程應(yīng)用通常并不理想(如清潔的實(shí)驗(yàn)室型環(huán)境、完全潤(rùn)滑、低速、環(huán)境溫度、無(wú)壓力、無(wú)錯(cuò)位或跳動(dòng)、不接觸化學(xué)品或固體、正確尺寸的組件等),這些因素會(huì)大大改變密封壽命。

12. 更換油封時(shí),發(fā)現(xiàn)在唇口下方的軸上有凹槽,是什么原因造成的?該怎么辦?

當(dāng)軸上出現(xiàn)凹槽時(shí),這通常是由于軸硬度和/或光潔度不符合30洛氏硬度C和10至20微英寸Ra的工業(yè)建議。然而,如果應(yīng)用中有污垢或污染,唇緣材料本身不會(huì)導(dǎo)致軸開槽。如果軸太軟,粘在油封唇緣部位的顆??赡軙?huì)將軸磨損出劃痕或凹槽。不建議在軸的凹槽上安裝新油封,因?yàn)檫@可能會(huì)導(dǎo)致泄漏??梢栽诎疾墼黾右惠S套,或新的密封唇口偏移一個(gè)位置安裝,使其接觸無(wú)凹槽或劃痕的表面。

13. 在安裝過(guò)程中,是否應(yīng)該將剖分式密封的末端重新粘合在一起嗎?

如果剖分式密封需要一個(gè)環(huán)狀螺旋彈簧,通常會(huì)有一個(gè)鉤子或螺釘附件將兩個(gè)開口端拉在一起。其它一些帶有指形彈簧的剖分式密封設(shè)計(jì)通過(guò)密封外徑和機(jī)加工孔座之間的過(guò)盈(或壓配合)緊密地固定在一起。無(wú)論哪種情況,通常都不建議將密封的開口端重新粘合在一起,因?yàn)楹茈y使唇口正確對(duì)齊。此外,粘合劑和唇部彈性體的化學(xué)相容性也需要測(cè)試。

作者簡(jiǎn)介:Karyn Stratton是Garlock的高級(jí)應(yīng)用工程師。

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