SKF密封件的功能主要分為以下幾種:
1.保存潤滑脂
油脂的粘度相對較高,比較容易密封在軸承中。在許多脂潤滑應(yīng)用中,不帶彈簧的密封唇設(shè)計或V型圈都可以足夠的用來密封潤滑脂。但是,對于要求更高的應(yīng)用場合,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)常補充潤滑脂的應(yīng)用場合,密封件布置中應(yīng)至少有一個密封件的唇口朝向空氣側(cè),以便多余的潤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建議計算密封件的許可油潤滑圓周速度,將其速度減半,用于脂潤滑。
2.密封油
與油脂相比,潤滑油比較難密封,特別是粘度低的潤滑油。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態(tài)跳動和軸與孔的不對中,達到滿意的密封性能。
標準的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,可以補償座孔微小的缺陷。因此當所需的密封件座孔表面存在問題時,推薦使用橡膠外徑。對于圓周速度相對較低的嚴苛運行條件,可以使用金屬面密封件來密封油或油脂,如HDDF密封件。V型圈(圖5)也可用來密封潤滑油,前提是將其安裝在油側(cè),并需要軸向壓緊,提供運行面。
3.防污
當徑向軸密封件主要用于隔絕污染物時,密封唇應(yīng)朝外安裝。當需要額外保護時,SKF推薦采用帶副唇的設(shè)計,比如HMSA10或CRWA1密封件。對于嚴苛的運行條件,建議使用具有附加回流功能的SKF WAVE密封件。為進一步增強密封效能,可以同向安裝兩個單唇密封件(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)用場合,隔絕污染物與密封潤滑劑同樣重要。帶有副唇的密封件,如HMSA10密封件,適用于這些應(yīng)用場合。另一種選擇是使用兩個反向安裝的密封件或兩個反向的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速度必須在允許范圍之內(nèi)。
5.隔離兩種液體
當用于隔離兩種液體時,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:
使用兩個單獨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。當使用HDSD密封件時,必須提供一種合適的方法潤滑密封唇很重要。也就是在安裝前兩個密封唇間必須填充潤滑脂或者在運行過程中通過密封件金屬外殼上的鉆孔加注潤滑脂。
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、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。因密封唇的潤滑劑及特性對散熱有直接影響,所以它也會對熱量生成有直接影響。
圖表1是對不同密封件設(shè)計的允許圓周速度的比較。假定正常條件運行,油或脂潤滑,無壓差。
7.壓差
承受壓差時,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,則密封唇會與軸發(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,導致使用壽命縮短。
標準密封件的壓力不能超過5 m/s時的0.07 MPa(1000 ft/min時10 psi),但SKF提供CRW5和CRWA5耐壓截面密封件,能承受的壓力達到5 m/s時的0.34 MPa(1000 ft/min時50 psi)。當壓力超過0.34 MPa(50 psi)時,SKF提供特殊定制系列PTFE密封件,能承受的壓力超過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。這可以通過將密封件安裝進埋頭孔或使用保持圈實現(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,必須使用特殊的徑向軸密封設(shè)計。V型圈也適用于空間有限的應(yīng)用場合,因為它可以放置在實際密封位置之外。V型圈是軸向密封,通過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)動的機械部件。在大軸徑的應(yīng)用場合中,由于空間有限,HS8密封件是合適之選。
9.安裝限制
對于不能通過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。更多詳情,請參見HSF纖維增強密封件和HS全橡膠密封件兩節(jié)。
HS和HSF密封件安裝在軸上后,通過彈簧和彈簧接頭將其固定在一起。這些密封件應(yīng)通過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7.5或10 m/s(1480或1970 ft/min)的應(yīng)用,根據(jù)其設(shè)計不同,還可適用于軸徑達到4570 mm(180 in.)的場合。
因為V型圈具有彈性可以拉伸,所以易于安裝,即使是必須穿過其它零部件的應(yīng)用中。但是,如果更換V型圈需要費時拆卸數(shù)個零部件,則開始時最好在軸上多套上一兩個替換V型圈。更換磨損的V型圈時,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)與軸的配合為過盈配合,并隨軸一起轉(zhuǎn)動。V型圈在這里充當拋污環(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,采用兩個徑向軸密封件同向安裝,同時加裝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)速相對較低時,HDDF金屬面密封件可有效保持油或油脂,防止雜質(zhì)從垂直軸進入。
11.接觸面設(shè)計
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
動態(tài)跳動和軸與孔的不對中
軸表面的加工應(yīng)沒有紋路,因為根據(jù)旋轉(zhuǎn)方向的不同,紋路可能會導致泄漏。軸表面的加工應(yīng)沒有紋路,因為根據(jù)旋轉(zhuǎn)方向,紋路會導致泄漏。動態(tài)跳動和軸孔的不對中會引起密封唇上不均勻的徑向力。結(jié)果是,密封唇不能及時跟隨軸,尤其是在高速的情況下。接著會使密封唇和軸之間產(chǎn)生間隙,導致密封能力降低。
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的影響。
12.軸向移動
軸相對于座孔的軸向移動不會降低徑向軸密封件的性能,但前提是與唇口接觸的整個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,取決于密封唇口與接觸面的許可位移量。