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閱讀：144發(fā)布時(shí)間：2024-12-15
了解浮動(dòng)油封是什么，必須要從它的工作原理、常見(jiàn)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)及用途、常見(jiàn)材料及主要工藝，三方面來(lái)概括，那么接下來(lái)，旭麗小編一一為大J來(lái)描述一下
一、浮動(dòng)油封的工作原理
浮動(dòng)油封的結(jié)構(gòu)一般由一對(duì)耐磨的金屬環(huán)——一對(duì)橡膠圈和浮封環(huán)組成，裝配在專用密封腔體——浮封座內(nèi)使用。浮封環(huán)是動(dòng)密封的主體元件，相互對(duì)合并相對(duì)旋轉(zhuǎn)摩擦。橡膠圈裝配與浮封環(huán)背部與浮封座之間，將浮封環(huán)精確定位在浮封座內(nèi)。橡膠圈不僅為輔助靜密封元件，而且對(duì)浮封環(huán)產(chǎn)生軸向和徑向的作用力。徑向作用力起到向浮封環(huán)傳遞扭矩的作用，軸向作用力對(duì)浮封環(huán)提供必須的密封補(bǔ)償力，由于其彈性補(bǔ)償范圍大，可以忽略一定的裝配誤差，在設(shè)備發(fā)生擺動(dòng)、振動(dòng)、竄動(dòng)時(shí)，能保持金屬環(huán)密封面的有效貼合，達(dá)到浮動(dòng)密封的效果。
二、浮動(dòng)油封的常見(jiàn)材料及主要工藝
浮動(dòng)油封浮封環(huán)的金屬材料主要有以軸承鋼為代表的高鉻鉬合金、鎢鉻鈷合金、碳素鋼、鑄鐵、硬質(zhì)合金鑄鐵、鎳基合金、鎳鉻合金鑄鐵等等。適當(dāng)增加鎳、鉬、鉻等元素可有效提高合金的強(qiáng)度、耐磨性能與耐腐蝕性能，但同時(shí)也增加了原料的成本。可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際使用設(shè)備的溫度、轉(zhuǎn)速、腐蝕情況、維護(hù)要求選擇Z合適的材料。
常用的原料制作工藝主要有鑄造和鍛造兩種，也有采取粉末熱鍛進(jìn)行制造的。其中鍛造有模鍛、碾鍛等，一般用來(lái)制造軸承鋼等碳素合金結(jié)構(gòu)鋼原料，速度快成本低。鑄造常用殼型鑄造、壓力鑄造、熔模鑄造等方法。
浮封環(huán)密封面表面硬度要求較高，一般達(dá)到 HRC58 以上，Z高可到 HRC72.為使金屬材料達(dá)到較高硬度，提高耐磨的性能，對(duì)于多數(shù)材料，浮封環(huán)還需要進(jìn)行整體淬火硬化處理或密封面表面硬化處理。表面硬化處理一般采用感應(yīng)淬火、另外也有氮化、或等離子弧粉末噴焊、激光淬火等。相比整體淬火，表面硬化處理可以使金屬環(huán)熱變形量達(dá)到Z小。
浮封環(huán)密封面表面粗糙度對(duì)耐磨能力有很大影響，一般要求小于等于Ra0.2μm?？刹捎闷矫婊蚯蛎嫜心ミ_(dá)到。后來(lái)的研究表明在邊界潤(rùn)滑條件下，表面細(xì)微織構(gòu)能夠?yàn)闈?rùn)滑油提供存儲(chǔ)空間，更有利于密封面油膜的形成，起到減磨效果。因此鑄造和粉末熱鍛生產(chǎn)出的材料本身具有均勻分散的微孔結(jié)構(gòu)，適用較高的線速度，擁有較長(zhǎng)的使用壽命。也有采用電化學(xué)腐蝕鈍化等其他工藝制造表面細(xì)微織構(gòu)，以達(dá)到延長(zhǎng)浮封環(huán)使用壽命的目的。
浮動(dòng)油封不同材質(zhì)不同硬度的橡膠圈，其物理化學(xué)性能都不同，需要根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合的溫度、密封介質(zhì)、環(huán)境腐蝕情況以及設(shè)備運(yùn)行工況進(jìn)行選擇。大多數(shù)場(chǎng)合可以使用丁腈橡膠、也可以選擇低溫丁腈橡膠、氟橡膠、氫化丁腈橡膠、硅橡膠等。硬度與橡膠材質(zhì)的物理性能有密切關(guān)系，一般硬度越高的材料，彈性模量越大、抗拉強(qiáng)度越大、拉斷伸長(zhǎng)率越小。常選擇 ShoreA50~70 這類硬度較低的橡膠材料，便于安裝調(diào)整準(zhǔn)確，可以獲得較好的浮動(dòng)性能。
三、浮動(dòng)油封的常見(jiàn)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)及用途
浮動(dòng)油封常見(jiàn)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)有 A 型和B型，以及其它特殊設(shè)計(jì)。
A型浮動(dòng)油封應(yīng)用Z為廣泛，各種工程機(jī)械行走機(jī)構(gòu)的支重輪、驅(qū)動(dòng)輪、鏈托輪、導(dǎo)向輪、減速機(jī)、螺桿輸送以及車輪輪轂機(jī)構(gòu)等旋轉(zhuǎn)密封處都可以使用。它由一對(duì)錐形浮封環(huán)和一對(duì)O形圈組成，裝配在內(nèi)腔也呈錐面的浮封座里。浮動(dòng)油封壓緊時(shí)，根據(jù)安裝間隙 A的不同，O形圈壓縮量隨之變化，浮封環(huán)密封面的接觸比壓也相應(yīng)變化，以適應(yīng)不同密封環(huán)境的需要。
浮封環(huán)背部錐面角度一般為 15°或 20°設(shè)計(jì)，針對(duì)不同使用需要也有 8°或其它角度的設(shè)計(jì)。15°或 20°的設(shè)計(jì)可以使浮封環(huán)密封面獲得較大的接觸比壓，以應(yīng)對(duì)較高的內(nèi)部操作壓力以及阻止外界污染物侵入。8°的設(shè)計(jì)可以使浮封環(huán)密封面獲得比較均勻的接觸比壓，適應(yīng)于存在外部壓力及振動(dòng)的工況。與浮封環(huán)對(duì)應(yīng)，浮封座內(nèi)腔錐面角度一般為 10°設(shè)計(jì)，也有 12°、15°等其它角度的設(shè)計(jì)。合理的設(shè)計(jì)可以使裝配好的浮動(dòng)油封在保證要求的安裝間隙 A 的條件下，浮封環(huán)密封面接觸比壓達(dá)到 0.4~0.6MPa 之間，適用與大多數(shù)場(chǎng)合的應(yīng)用。并且過(guò)大的接觸比壓達(dá)，會(huì)導(dǎo)致浮封環(huán)密封面過(guò)度發(fā)熱并燒傷，甚至燒壞與之接觸的橡膠O形圈。為保證壓縮的橡膠O形圈能傳遞足夠的扭矩而不打滑，需要浮封環(huán)的背錐面與浮封座的內(nèi)錐面有較大的表面粗糙度，一般要求達(dá)到 Ra6.3~12.5μm。A 型浮動(dòng)油封的浮封座有時(shí)因?yàn)殡y于加工，可以使用配套的成型座套。
浮封環(huán)密封面的設(shè)計(jì)分為球面型和平面型。
平面型較為通用。球面型分為單球面和雙球面兩種。球面型密封面特點(diǎn)是接觸時(shí)可確保形成閉合的圓形密封線。實(shí)際在軸向力的作用下，浮封環(huán)發(fā)生輕微形變，接觸區(qū)域形成很窄的環(huán)面，密封可靠性高，散熱性能好。并隨磨損程度的加大，浮封環(huán)繼續(xù)變形，使接觸面不斷向內(nèi)側(cè)偏移，直到抵達(dá)密封面內(nèi)徑，延長(zhǎng)了浮封環(huán)的使用壽命。浮封環(huán)從密封面到內(nèi)徑的區(qū)域一般采用階梯式、內(nèi)錐面(斜面)或內(nèi)球面式設(shè)計(jì)。內(nèi)錐面(斜面)或內(nèi)球面式設(shè)計(jì)的好處是使?jié)櫥屯ㄟ^(guò)離心力和毛細(xì)作用，進(jìn)入密封面，保證密封面的充分潤(rùn)滑和冷卻。對(duì)于整體硬化的浮封環(huán)，理論上接觸密封面可以一直向內(nèi)偏移至浮封環(huán)內(nèi)徑處。
B 形浮動(dòng)油封是針對(duì)高負(fù)載設(shè)備設(shè)計(jì)的，常用于各種重型采礦設(shè)備易發(fā)生較大振竄、沖擊的部位，如采煤設(shè)備減速機(jī)、鏈輪、搖臂等。它由一對(duì)截面為 L 型的浮封環(huán)和一對(duì)膠圈(橡膠碟形彈簧)組成，裝配在 L 型浮封座內(nèi)，原理與 A 型相似。由于膠圈的變形能力大于O形圈，因此可以提供更大的浮動(dòng)范圍。另外 L 形浮封座也易于加工，B形浮動(dòng)油封的裝配也較為方便。
其它特殊設(shè)計(jì)的浮動(dòng)油封原理也基本與 A 型相同，只是針對(duì)不同用途而專門(mén)設(shè)計(jì)。
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