SKF密封件的功能主要分為以下幾種:
1.保存潤(rùn)滑脂
油脂的粘度相對(duì)較高,比較容易密封在軸承中。在許多脂潤(rùn)滑應(yīng)用中,不帶彈簧的密封唇設(shè)計(jì)或V型圈都可以足夠的用來(lái)密封潤(rùn)滑脂。但是,對(duì)于要求更高的應(yīng)用場(chǎng)合,則可能需要HMS5或CRW1帶彈簧密封唇徑向軸密封件)。在需要經(jīng)常補(bǔ)充潤(rùn)滑脂的應(yīng)用場(chǎng)合,密封件布置中應(yīng)至少有一個(gè)密封件的唇口朝向空氣側(cè),以便多余的潤(rùn)滑脂能順利從唇口流出(圖4)。這樣可避免油脂積聚,從而防止熱量積聚和利于熱量散發(fā)。SKF建議計(jì)算密封件的許可油潤(rùn)滑圓周速度,將其速度減半,用于脂潤(rùn)滑。
2.密封油
與油脂相比,潤(rùn)滑油比較難密封,特別是粘度低的潤(rùn)滑油。因此,建議使用HMS5或CRW1帶彈簧密封唇徑向軸密封件,以獲得必要的徑向載荷并承受軸的動(dòng)態(tài)跳動(dòng)和軸與孔的不對(duì)中,達(dá)到滿意的密封性能。
標(biāo)準(zhǔn)的HMS5密封件帶有直邊唇,而CRW1密封件配備SKF WAVE唇,不管軸旋轉(zhuǎn)的方向如何都能提供更高的泵吸能力(圖3)。增加密封件泵吸能力的另一種方法是唇口加回流紋。橡膠外徑密封件,如HMS5,可以補(bǔ)償座孔微小的缺陷。因此當(dāng)所需的密封件座孔表面存在問題時(shí),推薦使用橡膠外徑。對(duì)于圓周速度相對(duì)較低的嚴(yán)苛運(yùn)行條件,可以使用金屬面密封件來(lái)密封油或油脂,如HDDF密封件。V型圈(圖5)也可用來(lái)密封潤(rùn)滑油,前提是將其安裝在油側(cè),并需要軸向壓緊,提供運(yùn)行面。
3.防污
當(dāng)徑向軸密封件主要用于隔絕污染物時(shí),密封唇應(yīng)朝外安裝。當(dāng)需要額外保護(hù)時(shí),SKF推薦采用帶副唇的設(shè)計(jì),比如HMSA10或CRWA1密封件。對(duì)于嚴(yán)苛的運(yùn)行條件,建議使用具有附加回流功能的SKF WAVE密封件。為進(jìn)一步增強(qiáng)密封效能,可以同向安裝兩個(gè)單唇密封件(圖 2),或采用雙唇密封件,如HDSE1密封件。V型圈主要用于防污。此類密封件隨軸旋轉(zhuǎn),唇口靠在與軸垂直的面上,起到拋污環(huán)的作用。V型圈和軸向夾持密封件經(jīng)常用作附加密封,以保護(hù)主密封件免受外界雜質(zhì)的侵襲。這些密封件的布置方式不是以封油為目的。
4.密封和防污
在很多應(yīng)用場(chǎng)合,隔絕污染物與密封潤(rùn)滑劑同樣重要。帶有副唇的密封件,如HMSA10密封件,適用于這些應(yīng)用場(chǎng)合。另一種選擇是使用兩個(gè)反向安裝的密封件或兩個(gè)反向的V型圈,且?guī)в虚g隔墊圈。在極端惡劣的工作條件下,SKF建議使用HDDF金屬面密封件,但前提條件是配合面的滑動(dòng)速度必須在允許范圍之內(nèi)。
5.隔離兩種液體
當(dāng)用于隔離兩種液體時(shí),有兩種合適的解決方案。這兩種方案取決于可用的空間和所需的效能,包括:
使用兩個(gè)單獨(dú)的密封件密封唇朝相反方向安裝。使用HDSD1雙唇密封件。每一種方法,密封唇必須帶彈簧。當(dāng)使用HDSD密封件時(shí),必須提供一種合適的方法潤(rùn)滑密封唇很重要。也就是在安裝前兩個(gè)密封唇間必須填充潤(rùn)滑脂或者在運(yùn)行過(guò)程中通過(guò)密封件金屬外殼上的鉆孔加注潤(rùn)滑脂。
6.圓周速度和旋轉(zhuǎn)速度
密封件的允許速度取決于其設(shè)計(jì)、密封唇材料和軸的材料及條件。所有這些因素影響密封件接觸面的熱量產(chǎn)出。因密封唇的潤(rùn)滑劑及特性對(duì)散熱有直接影響,所以它也會(huì)對(duì)熱量生成有直接影響。
圖表1是對(duì)不同密封件設(shè)計(jì)的允許圓周速度的比較。假定正常條件運(yùn)行,油或脂潤(rùn)滑,無(wú)壓差。
7.壓差
承受壓差時(shí),密封件必須抵抗壓力產(chǎn)生的額外徑向載荷。如果密封件是非抗壓設(shè)計(jì),則密封唇會(huì)與軸發(fā)生擠壓,增加徑向載荷、唇下溫度、密封件和接觸面的摩擦和磨損,導(dǎo)致使用壽命縮短。
標(biāo)準(zhǔn)密封件的壓力不能超過(guò)5 m/s時(shí)的0.07 MPa(1000 ft/min時(shí)10 psi),但SKF提供CRW5和CRWA5耐壓截面密封件,能承受的壓力達(dá)到5 m/s時(shí)的0.34 MPa(1000 ft/min時(shí)50 psi)。當(dāng)壓力超過(guò)0.34 MPa(50 psi)時(shí),SKF提供特殊定制系列PTFE密封件,能承受的壓力超過(guò)3.5 MPa(500 psi)。
在有壓差的應(yīng)用中,徑向軸密封件低壓側(cè)應(yīng)軸向固定,以防止軸向移動(dòng)。這可以通過(guò)將密封件安裝進(jìn)埋頭孔或使用保持圈實(shí)現(xiàn)。
8.有限空間
許多情況下,尺寸符合ISO 6194-1或DIN 3670的徑向軸密封件可用空間不足。這時(shí),必須使用特殊的徑向軸密封設(shè)計(jì)。V型圈也適用于空間有限的應(yīng)用場(chǎng)合,因?yàn)樗梢苑胖迷趯?shí)際密封位置之外。V型圈是軸向密封,通過(guò)將唇口輕輕壓在接觸面上,接觸面可以是靜止,也可以是轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械部件。在大軸徑的應(yīng)用場(chǎng)合中,由于空間有限,HS8密封件是合適之選。
9.安裝限制
對(duì)于不能通過(guò)軸端安裝密封件的應(yīng)用,可使用V型圈或任何剖分式HSF或HS設(shè)計(jì)。更多詳情,請(qǐng)參見HSF纖維增強(qiáng)密封件和HS全橡膠密封件兩節(jié)。
HS和HSF密封件安裝在軸上后,通過(guò)彈簧和彈簧接頭將其固定在一起。這些密封件應(yīng)通過(guò)一體式或剖分式遮蓋板軸向保持在座孔中。
剖分式HS徑向軸密封件適用于圓周速度高達(dá)7.5或10 m/s(1480或1970 ft/min)的應(yīng)用,根據(jù)其設(shè)計(jì)不同,還可適用于軸徑達(dá)到4570 mm(180 in.)的場(chǎng)合。
因?yàn)閂型圈具有彈性可以拉伸,所以易于安裝,即使是必須穿過(guò)其它零部件的應(yīng)用中。但是,如果更換V型圈需要費(fèi)時(shí)拆卸數(shù)個(gè)零部件,則開始時(shí)最好在軸上多套上一兩個(gè)替換V型圈。更換磨損的V型圈時(shí),可以將它割斷后取下,再將更換用的密封圈移到正確位置。
10.布置
與水平軸上的密封件相比,垂直軸上的密封件通常更多暴露于污染物如雨水中。垂直軸上的密封件的潤(rùn)滑油密封也更具挑戰(zhàn)性。一般而言,產(chǎn)品表中所列的全部密封件均可用于水平軸和垂直軸。
V型圈(圖1和圖2)與軸的配合為過(guò)盈配合,并隨軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)。V型圈在這里充當(dāng)拋污環(huán),因此特別適合垂直軸上的主密封和輔助密封。如用于潛水泵的密封,采用兩個(gè)徑向軸密封件同向安裝,同時(shí)加裝V型圈,起到附加的防污功能。是一種高效的密封布置。在轉(zhuǎn)速相對(duì)較低時(shí),HDDF金屬面密封件可有效保持油或油脂,防止雜質(zhì)從垂直軸進(jìn)入。
11.接觸面設(shè)計(jì)
密封件的使用壽命和性能在很大程度上受到下列因素的影響:
軸的材料和硬度
軸的表面光潔度和公差等級(jí)
動(dòng)態(tài)跳動(dòng)和軸與孔的不對(duì)中
軸表面的加工應(yīng)沒有紋路,因?yàn)楦鶕?jù)旋轉(zhuǎn)方向的不同,紋路可能會(huì)導(dǎo)致泄漏。軸表面的加工應(yīng)沒有紋路,因?yàn)楦鶕?jù)旋轉(zhuǎn)方向,紋路會(huì)導(dǎo)致泄漏。動(dòng)態(tài)跳動(dòng)和軸孔的不對(duì)中會(huì)引起密封唇上不均勻的徑向力。結(jié)果是,密封唇不能及時(shí)跟隨軸,尤其是在高速的情況下。接著會(huì)使密封唇和軸之間產(chǎn)生間隙,導(dǎo)致密封能力降低。
與徑向軸密封件不同,V型圈密封件和軸向夾持密封件不受普通的不同心和跳動(dòng)的影響。
12.軸向移動(dòng)
軸相對(duì)于座孔的軸向移動(dòng)不會(huì)降低徑向軸密封件的性能,但前提是與唇口接觸的整個(gè)表面具有相同的硬度和表面光潔度。V型圈、軸向夾持密封件和HDDF密封件所能承受的軸向移動(dòng),取決于密封唇口與接觸面的許可位移量。