您 的 密 封 技 術(shù) 伙 伴
旋轉(zhuǎn)
密封 Rotary Seals
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密封 Rotary Seals
您密封技術(shù)領(lǐng)域的忠實伙伴
特瑞堡密封系統(tǒng)公司是一個主要的國際密封件制造
供應(yīng)商,專門致力于設(shè)計和開發(fā)我們市場領(lǐng)先的產(chǎn)品和
材料;以一站式服務(wù)提供最好的彈性體、熱塑材料、
PTFE (聚四氟乙稀) 和復(fù)合技術(shù),用于航空、工業(yè)和汽車
制造業(yè)領(lǐng)域。
基于50多年的經(jīng)驗,特瑞堡密封的工程師們使用先
進的設(shè)計工具為客戶提供設(shè)計、樣機、生產(chǎn)、試驗和安
裝方面的支持。
由70多個部門構(gòu)成的國際網(wǎng)絡(luò)包括30多個制造點、
按照戰(zhàn)略布局的研發(fā)中心、專門從事設(shè)計和應(yīng)用工作的
材料和開發(fā)試驗室以及場所。
我們利用我們材料數(shù)據(jù)庫的資源,包括2000多種專
利復(fù)合物和各種獨特的產(chǎn)品,在試驗室內(nèi)開發(fā)和配制材
料。
特瑞堡密封履行挑戰(zhàn)性的服務(wù)要求,通過我們一體
化的后勤支持,提供成批的標準元件或者單件定制的元
件,已經(jīng)有效地交付了40000多宗密封產(chǎn)品給我們世界
各地的客戶。
特瑞堡密封的所有部門都通過了ISO 9001:2000和
ISO/TS 16949:2002認證,許多制造點也按照QS9000和
VDA 6.1生產(chǎn)。特瑞堡密封系統(tǒng)公司在全球的銷售和市
場機構(gòu),以豐富的應(yīng)用經(jīng)驗和Trelleborg AB (聚合物技
術(shù)領(lǐng)域的世界一流專家) 的資源作為后盾。
本樣本中的資料僅用于一般參考的目的,不是用于針對各個用途的具
體推薦。針對壓力、溫度、速度和介質(zhì)所給出的使用限制是在試驗室條件
下確定的最大值。在實際應(yīng)用時,由于工作參數(shù)的相互制約,可能達不到
最大值,然而,重要的是針對用戶的每種特殊用途,用戶本身對產(chǎn)品和材
料的適用性的確認。因此,用戶自己要承擔使用資料的風險。在任何情況
下,特瑞堡密封對由于使用本樣本提供的任何資料所造成的直接或間接導(dǎo)
致或產(chǎn)生的任何損失、損壞、索賠或花費都不承擔責任。盡管做了各種努
力來保證樣本所包括資料的準確性,特瑞堡密封仍不能確保資料的準確性
和完整性。
為了獲得針對專門用途的最好的建議,請與您當?shù)?/p>
的特瑞堡密封市場部門聯(lián)系。
該版本替代所有以前的樣本.
本樣本或樣本的任何部分,未經(jīng)允許,不得翻印.
? 所有商標歸特瑞堡密封系統(tǒng)公司和Trelleborg AB所有.
青綠顏色是特瑞堡密封系統(tǒng)公司的注冊商標
? Trelleborg, 2006, 版權(quán)所有.
1
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2006年4月版本
一般說明.................................................................................................................................................................... 3
引言..............................................................................................................................................................................9
工作參數(shù).......................................................................................................................................................................9
環(huán)境.............................................................................................................................................................................11
質(zhì)量.............................................................................................................................................................................13
儲存和自身壽命...........................................................................................................................................................13
設(shè)計指南.....................................................................................................................................................................15
徑向油封..................................................................................................................................................................18
油封............................................................................................................................................................................18
旋轉(zhuǎn)密封件的標準形式................................................................................................................................................27
TSS型號TRA和STEFA型號CB (DIN 3760型號A)...........................................................................................................30
TSS型號TRE和STEFA型號CC (DIN 3760型號AS)..........................................................................................................53
TSS型號TRC和STEFA型號BB (DIN 3761型號B)............................................................................................................66
TSS型號TRD和STEFA型號BC (DIN 3761型號BS)..........................................................................................................73
TSS型號TRB和STEFA型號DB (DIN 3761型號C)...........................................................................................................79
TSS型號TRF和STEFA型號DC (DIN 3761型號CS)..........................................................................................................87
旋轉(zhuǎn)密封件的特殊形式................................................................................................................................................91
TSS型號TRD_A/TRD_B和STEFA型號1 B/CC / 2B/CC....................................................................................................92
TSS型號TRU-中壓油封................................................................................................................................................94
TSS型號TRP和STEFA型號6CC-中壓油封......................................................................................................................98
STEFA型號12CC-中壓-高壓油封................................................................................................................................ 101
TSS型號TRK和STEFA型號CD.....................................................................................................................................103
TSS型號TRG和STEFA型號BD.....................................................................................................................................107
旋轉(zhuǎn)和軸向密封組合..................................................................................................................................................111
產(chǎn)品說明....................................................................................................................................................................113
組合型旋轉(zhuǎn)軸封.........................................................................................................................................................114
STEFA標準APJ型號...................................................................................................................................................115
STEFA 1B/APJ和2B/APJ型號-溝槽按照DIN 3760-3761.............................................................................................117
端蓋.........................................................................................................................................................................119
TSS型號YJ 38和STEFA型號VK.................................................................................................................................. 119
TSS型號YJ 39............................................................................................................................................................123
軸修理套件............................................................................................................................................................125
安裝建議,公制規(guī)格....................................................................................................................................................127
安裝建議,英制規(guī)格....................................................................................................................................................129
盒式密封件............................................................................................................................................................134
一般說明...................................................................................................................................................................134
STEFA系統(tǒng)500..........................................................................................................................................................134
STEFA系統(tǒng)3000........................................................................................................................................................135
STEFA系統(tǒng)5000........................................................................................................................................................135
材料..........................................................................................................................................................................138
用途..........................................................................................................................................................................139
安裝.......................................................................................................................................................................... 142
旋轉(zhuǎn)密封件
旋轉(zhuǎn)密封件
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2006年4月版本
V-形圈.....................................................................................................................................................................144
一般說明...................................................................................................................................................................144
材料...........................................................................................................................................................................145
安裝...........................................................................................................................................................................148
尺寸表,V-形圈型號A..................................................................................................................................................151
尺寸表,V-形圈型號S..................................................................................................................................................155
尺寸表,V-形圈型號L / LX...........................................................................................................................................157
尺寸表,V-形圈型號RM / RME....................................................................................................................................160
尺寸表,V-形圈型號AX...............................................................................................................................................165
GAMMA密封件...................................................................................................................................................168
GAMMA密封件型號TBP/RB......................................................................................................................................172
GAMMA密封件型號TBP/9RB....................................................................................................................................175
軸向軸封.................................................................................................................................................................177
一般說明....................................................................................................................................................................177
用途...........................................................................................................................................................................179
材料...........................................................................................................................................................................180
安裝建議,型號I,內(nèi)部密封,針對油和潤滑脂.................................................................................................................182
安裝建議,型號A,外部密封,僅針對潤滑脂...................................................................................................................186
Turcon? 旋轉(zhuǎn)密封件-彈性體施力....................................................................................................................189
Turcon? Roto Glyd Ring?........................................................................................................................................189
Turcon? Roto Glyd Ring?的安裝.............................................................................................................................192
安裝建議-外部密封....................................................................................................................................................196
安裝建議-內(nèi)部密封....................................................................................................................................................200
針對旋轉(zhuǎn)用途的特殊解決方案...................................................................................................................................204
Turcon? 旋轉(zhuǎn)密封件-彈簧施力........................................................................................................................ 205
Turcon? Roto Variseal?...........................................................................................................................................205
Turcon? Roto Variseal?的安裝................................................................................................................................ 207
安裝建議...................................................................................................................................................................209
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旋轉(zhuǎn)密封件
表 I 旋轉(zhuǎn)密封件選擇依據(jù)-徑向油封
一般說明
系列
外形 頁碼 TSS
型號
FORSHEDA
/STEFA
型號
密封件
標準
(特性)
安裝
規(guī)格
范圍
mm
外罩橡膠涂層 金屬
帶不帶
防塵
唇
技術(shù)數(shù)據(jù)*
速度
m/s
最高
壓力
MPa
徑向
油封 ISO 6194/1
DIN 3760
型號A
ISO 6194/0
DIN 3760
型號AS
ISO 6194/1
DIN 3761
型號B
ISO 6194/1
DIN 3761
型號BS
ISO 6194/1
DIN 3761
型號C
ISO 6194/1
DIN 3761
型號CS
組合密封
橡膠在背面
組合密封
橡膠在前面
壓力密封
根據(jù)要求
根據(jù)要求 部分 部分
部分 部分
* 以下數(shù)據(jù)是最大值,并且不能同時使用。最高壓力取決于溫度。
30
53
66
73
79
87
92
92
94
TRA
TRE
TRC
TRD
TRB
TRF
TRD-A
TRD-B
TRU
CB
CC
BB
BC
DB
DC
1B/CC
2B/CC
-
4 - 500
6 - 380
6 - 550
15 - 400
20 - 760
35 - 600
8 - 120
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
30
30
30
30
30
30
30
30
10
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.50
旋轉(zhuǎn)密封件
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徑向油封-端蓋-軸修理套件-盒密封件
系列
外形 頁碼 TSS
型號
FORSHEDA
/STEFA
型號
密封件
標準
(特性)
安裝
規(guī)格
范圍
mm
外罩橡膠涂層 金屬
帶不帶
防塵
唇
技術(shù)數(shù)據(jù)*
速度
m/s
最高
壓力
MPa
徑向
油封
端蓋
軸修理
套件
盒密
封件 系統(tǒng)500
1HH
系統(tǒng)3000
1HHD
系統(tǒng)5000
1HD 系統(tǒng)5000
系統(tǒng)3000
系統(tǒng)500
套
端蓋
端蓋
摩擦力小
無彈簧
摩擦力小
無彈簧
無
無
壓力密封
壓力密封
根據(jù)要求
部分 部分
98
101
103
107
119
124
125
134
135
135
TRP
TRQ - D
TRK
TRG
YJ38
YJ39
TS
TC5
TC3
TC0
10
5
10
10
10
4
15
0.5
1.0
0.02
0.5
-
0.05
0.05
0.05
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
11 - 365
15 - 55
4 - 70
4 - 70
16 - 230
22 - 270
12 - 200
90 - 320
130 - 150
X
X
X
X
6CC
12CC
CD
BD
VK
-
-
* 以下數(shù)據(jù)是最大值,并且不能同時使用。最高壓力取決于溫度。
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旋轉(zhuǎn)密封件
V-形圈
V-形圈
系列 外形 頁碼 TSS
型號
FORSHEDA型號
密封件
標準
(特性)
安裝 固定/夾緊
規(guī)格
范圍
mm
帶
夾緊箍
帶軸向
定位
技術(shù)數(shù)據(jù)*
速度
m/s
最高
壓力
MPa
* 以下數(shù)據(jù)是最大值,并且不能同時使用。最高壓力取決于溫度。
V-形圈
標準
V-形圈
體外伸
V-形圈
小外形
V-形圈
大直徑
硬唇口
V-形圈
標準帶夾緊箍,
體外伸
V-形圈
標準帶夾緊箍,
體外伸
V-形圈
大直徑
軟唇
151
155
157
157
164
164
165
VA
VS
VL
LX
RM
VB
AX
A
S
L
LX
RM
RME
AX
2.7 - 2010
4.5 - 210
105 - 2025
135 - 2025
300 - 2010
300 - 2010
200 - 2020
X
X
X
X
X
X
X
10
10
10
10
10
10
10
無
無
無
無
無
無
無
旋轉(zhuǎn)密封件
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GAMMA密封件,軸向軸封
系列 外形 頁碼 TSS
型號
STEFA
型號 標準
(特性)
安裝
規(guī)格范圍
mm
技術(shù)數(shù)據(jù)*
速度
m/s
最高壓力
MPa
密封件
GAMMA
密封件
軸向
軸封
GAMMA
密封件
標準
無
無
GAMMA
密封件
帶迷宮
軸向
軸封
內(nèi)側(cè)密封
軸向
軸封
外側(cè)密封
168
168
177
177
TBP
TBR
I
A
RB
9RB
-
-
10 - 225
15 - 108
10 - 100
10 - 114
20
20
30
15
0.01
0.01
* 以下數(shù)據(jù)是最大值,并且不能同時使用。最高壓力取決于溫度。
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旋轉(zhuǎn)密封件
PTFE旋轉(zhuǎn)軸封-Varilip ?和PDRTM
系列 密封件
形式
有關(guān)這個產(chǎn)品的進一步詳細資料,請索取我們單獨的PTFE旋轉(zhuǎn)軸封樣本。
系列 密封件
形式
Varilip? PDRTM 特瑞堡密封制造和供應(yīng)PTFE旋轉(zhuǎn)軸封,用于采用彈性體密封件達不到滿意密封效果
的應(yīng)用場合。
通過開發(fā)標準規(guī)格的軸封和要求更高的定制設(shè)計,特瑞堡密封在設(shè)計和規(guī)定PTFE軸
封中已經(jīng)積累了35年以上的經(jīng)驗,用于范圍廣泛的用途,像壓縮機、泵、減速機、
攪拌機、機床、鼓風機、軸承、輪轂、曲軸、分離器和各種專用設(shè)備。
PTFE品種軸封的特性是允許很寬的工作溫度,從-100oC至+260oC,同時耐化學(xué)性能
極好。
生產(chǎn)出的軸封適應(yīng)高達2 MPa的壓力,并且具有特殊的結(jié)構(gòu),能夠成功密封的表面
速度超過90 m/s。
通過把定制的軸封和外圍的系統(tǒng)硬件結(jié)合在一起,能夠獲得特殊的好處,并且能夠
生產(chǎn)出滿足特殊密封要求的最佳結(jié)構(gòu),用于像要求耐用、功耗小或發(fā)熱小的用途。
ISO/DIN oC
MPa
max.
Turcon?
T10
Turcon?
T40
Turcon?
T10
Turcon?
T40
Turcon?
T40
Turcon?
T78
旋轉(zhuǎn)密封件
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Turcon? 旋轉(zhuǎn)密封件
系列
Turcon?
密封件
彈性體
施力
Turcon?
Roto Glyd
Ring? 外徑
回轉(zhuǎn)分配器
樞軸馬達:
-工程機械液壓
-機床
Turcon?
密封件
彈簧
施力
Turcon?
Roto
Variseal?
回轉(zhuǎn)分配器
樞軸馬達:
-制藥
-機床
-食品
-工業(yè)
-化學(xué)
Turcon?
Roto Glyd
Ring? 內(nèi)徑
回轉(zhuǎn)分配器
樞軸馬達:
-工程機械液壓
-機床
-45
至
+200
-45
至
+200
-100
至
+200
型號 頁碼 應(yīng)用領(lǐng)域
標準
密封
材料
配合
表面 單作用 雙作用
硬度
技術(shù)數(shù)據(jù)*
溫度*
范圍
密封件 用途 標 規(guī)格 功能 速度 壓力 材料 軸
* 以下數(shù)據(jù)是最大值,并且不能同時使用。最高壓力取決于溫度。
** 溫度范圍取決于彈性體材料的選擇。
mm
ISO
7425/1
ISO
7425/2
-
8 - 2700
6 - 2600
5 - 2500
189
189
205
30
20
30
20
15
5
1
2
1
2
2
2
>55 HRc
>55HRc
>55 HRc
>55 HRc
>55 HRc
>170 HB
-
-
X
X
X
m/s
9
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旋轉(zhuǎn)密封件
旋轉(zhuǎn)或擺動裝置要求有潤滑油來保證使用壽命,為
了把潤滑油保存在系統(tǒng)內(nèi)和避免污染環(huán)境,通常要安裝
旋轉(zhuǎn)軸封。在大多數(shù)應(yīng)用場合,軸封是部分或暫時浸入
或簡單地暴露在飛濺的潤滑劑中,特別是在發(fā)動機、傳
動器、減速器或驅(qū)動橋中,在上述的用途中要求彈性體
的軸封在表面速度高達30 m/s和溫度高達200oC下無泄漏,
同時軸封必須防止泥土或水分從外側(cè)侵入,這些高速用
途一般在沒有壓力或非常低的壓力下工作,當速度提高
(高達90 m/s)時,密封唇將用PTFE基的材料(Turcon? 和
其他)制成,以減小切向摩擦力和隨之而來的發(fā)熱。
為了解決在低速或中速(圓周速度)和壓力高達20 MPa
工況下的各種用途需要,特瑞堡密封提供主要由PTFE基
材(Turcon? 和其他)制成的各種斷面的軸封,潤滑性能
好的流體,常常必須在高壓下密封,而像水、糧食或化
學(xué)制品這些明顯非潤滑性的流體也是需要密封。大量的
特瑞堡密封材料和產(chǎn)品將對您的密封問題提供合適的解
決方案,充分考慮了所有的工作參數(shù)。在下一章里將簡
要說明最關(guān)鍵的參數(shù)。
介質(zhì)
要密封的介質(zhì)嚴重影響密封件和材料類型的選擇,
大部分流體介質(zhì)在旋轉(zhuǎn)用途中需要密封,粘性介質(zhì)一般
會限制許多現(xiàn)有旋轉(zhuǎn)密封件的使用,尤其是需要考慮圓
周速度的時候。氣體介質(zhì)要求特別的密封設(shè)計。
流體介質(zhì):
大多數(shù)應(yīng)用工況使用潤滑性介質(zhì)。就像礦物油基的
液壓油(按DIN 51524或ISO 6743)或者阻燃液壓液以及
環(huán)境安全的液壓油。在特殊用途中,需要密封潤滑作用
差的腐蝕性介質(zhì)。其他介質(zhì)的密封,像水或FDA論證的
流體,在許多情況下要求特殊的密封解決方案,這些在
這個樣本中不予詳細討論。有關(guān)特殊需要,請聯(lián)系您當
地的特瑞堡密封公司。對于選擇材料類型來說,介質(zhì)是
要考慮的第一依據(jù),它將影響到密封件的系列品種和外
形。
引言
工作參數(shù)
密封材料與被密封介質(zhì)的相容性的評估是根據(jù)由試
驗板的浸入試驗得出的拉伸強度、延伸率、體積變化和
硬度變化值的分析。雖然許多相容性試驗已經(jīng)進行了多
年,但是對于一些介質(zhì)來說還沒有得出結(jié)果,有關(guān)進一
步細節(jié),請聯(lián)系您當?shù)氐奶厝鸨っ芊夤尽?/p>
礦物油:
主要用于傳動,在建議的溫度范圍內(nèi),一般來說它
們與彈性體材料具有良好的相容性。一些礦物油,例如
準雙曲面齒輪傳動油,因為含有特殊添加劑,所以允許
更寬的使用工況,例如溫度范圍和/或高壓,但是要在現(xiàn)
場試驗中進行相容性試驗。
合成油:
為了改善粘度、高溫和/或使用壽命,而發(fā)布的含有
特殊添加劑的新油,它們的部分或全部是合成油。合成
油與彈性體的材料相容性與礦物油基本上相同。如果加
入了特殊成分的添加劑,用來改善粘度、溫度和壓力性
能,那么,這種油品的材料相容性也需要核對。
潤滑脂:
經(jīng)常用于滾動軸承和平面軸承,這種介質(zhì)需要使用
特別的密封解決方案。為了降低密封唇扭曲的風險和在
壓力升高時,允許密封唇張開泄壓,密封件要反向安裝。
要考慮的另一個重要參數(shù)是最高圓周速度。由于潤滑脂
能夠提供的散熱很差,潤滑脂中使用的最高速度是在潤
滑油中的最高速度的50%。
超過這個極限,就要考慮把潤滑脂換成油,或者安
裝帶有PTFE基材料(Turcon? 和其他)密封唇的密封件。
潤滑性能差的介質(zhì):
對于這些介質(zhì),要求密封件有初始潤滑劑,避免干
運行。在這種用途中我們建議徑向油封帶有防塵唇,在
二個唇之間的區(qū)域?qū)⒂脕碜鳛闈櫥膬Υ媲?。二個密
封件串聯(lián)(徑向油封/徑向油封或者徑向油封/GAMMA密
封件)將提供同樣的效果。
旋轉(zhuǎn)密封件
10
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腐蝕性介質(zhì):
通常腐蝕性介質(zhì)(例如溶劑)的潤滑性能很差,由此我
們建議使用Turcon? Variseal?或PDR密封件,Turcon?
和其他的PTFE材料解決了耐化學(xué)性能的問題,并且金屬
殼能夠用各種不銹鋼材料制成。有關(guān)這些產(chǎn)品的進一步
詳細情況請參考我們單獨的樣本”PTFE旋轉(zhuǎn)軸封”。
圓周速度
市場的趨勢表明,圓周速度在顯著提高,由此需要
開發(fā)新的耐熱材料。
速度主要影響密封間隙中的發(fā)熱,由此限制了密封
件的使用。摩擦發(fā)熱的擴散是通過介質(zhì)和軸本身進行的,
根據(jù)被密封流體傳送熱量離開密封區(qū)域的能力,圓周速
度必須相應(yīng)降低,例如在干式運行工況,密封區(qū)域中的
發(fā)熱可以高于流體溫度40oC,在這種情況,我們建議允
許使用的最高環(huán)境溫度要減去上述的值。
除了發(fā)熱,要考慮的另一個重要準則是密封唇由于
離心力而可能失去接觸,這一條適用于帶軸向密封唇的
旋轉(zhuǎn)密封件,例如V-形圈或GAMMA-密封件。在每個各
自章節(jié)中都規(guī)定了速度限制。
當徑向唇式密封件裝在溝槽內(nèi)以很高的角速度旋轉(zhuǎn)
時也可能出現(xiàn)問題。
壓力
旋轉(zhuǎn)軸封一般在沒有系統(tǒng)壓力下工作。然而,元件
內(nèi)的相對運動或發(fā)熱會產(chǎn)生的壓力峰值,應(yīng)當限制在
0.05 MPa之內(nèi)。
施加在密封唇上的壓力,加大了摩擦力,從而發(fā)熱
加劇。因此工作條件需要相應(yīng)修改/降低,見相應(yīng)章節(jié)中
的建議。
壓力達1 MPa,要求特殊擋圈或特殊徑向油封外形,
見選擇表II。
用于在高達30 MPa的高壓下輸送各種流體的旋轉(zhuǎn)結(jié)
構(gòu),根據(jù)圓周速度,可以采用Turcon? 為基材的Turcon?
Roto Glyd Ring?或Turcon? Roto Variseal?密封元件,
能夠從表II作出初選。
壓力會嚴重影響在唇接觸區(qū)域的潤滑膜,從而發(fā)熱。
由此當壓力施加在密封唇上時,要降低圓周速度。
溫度
當選擇旋轉(zhuǎn)密封件時,溫度是要考慮的最關(guān)鍵條件。
在選擇表中列出的溫度極限是密封材料在流體中的
最高工作溫度,在此條件下,材料的相容性可以保證(良
好的耐化學(xué)性能和受控的膨脹/收縮)。
以上敘述表明密封區(qū)域內(nèi)的溫度受到各種參數(shù)的影
響,特別是:
- 流體的潤滑能力和在它在密封唇處的散熱能力。
- 圓周速度
- 施加的壓力
必須考慮在密封區(qū)域內(nèi)形成的溫度,去選擇合適的
材料。取決于以上的工作參數(shù),流體的初始溫度能夠升
高達50%。關(guān)于各種應(yīng)用場合請參考各個章節(jié)中的建議,
如果還有任何疑問,請毫不猶豫地聯(lián)系您當?shù)氐奶厝鸨?/p>
密封公司。
硬件
在各個章節(jié)中,根據(jù)不同外形和材料類型,列出了
硬件參數(shù)的說明。
然而,對于所有旋轉(zhuǎn)密封都適用的原則是,配合表面
(軸表面)必須沒有螺旋磨削痕跡,因為它會造成泵送效
應(yīng)和泄漏。對于軸來說,最好采用縱向磨削的加工方法。
軸在密封唇接觸區(qū)域磨損是軸封用戶最經(jīng)常會遇到
的失效模式,主要是由于通往密封唇的流體中攜帶著非
預(yù)期的金屬顆粒,這種顆粒嵌入彈性體材料,其作用就
像磨石,并且在軸上磨出溝槽。為了避免這種失效模式,
顆粒必須從密封唇處除去,或者表面光潔度調(diào)整到能夠
與它們相適應(yīng)。因此要求表面硬度要高,特瑞堡密封建
議最低硬度55 HRC,深度最低0.3 mm。根據(jù)系統(tǒng)中的
污染度,其他材料組合是可能的,見章節(jié)”環(huán)境”中的建
議。
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旋轉(zhuǎn)密封件
應(yīng)當盡可能避免軸的偏心和跳動,因為密封唇跟隨
軸移動的能力是有限的,這些參數(shù)可能會造成泄漏。限
制值能夠在不同的章節(jié)中找到,它們針對不同的密封材
料會不一樣。
泄漏控制
當定義泄漏控制時,在靜態(tài)密封(密封兩個彼此之間
沒有相對運動的表面)和動態(tài)密封(兩個表面之間有相對
運動)之間是有差別的。
對于運動的密封表面,流體液膜把滑動表面彼此間
分離,形成動態(tài)密封間隙,泄漏通道沒有像靜態(tài)密封那
樣完全關(guān)閉,所有會有少量泄漏。對密封體和旋轉(zhuǎn)軸之
間形成的動態(tài)密封間隙的密封從物理意義來說不能是密
閉的。
當要密封運動的零件時,由于有密封間隙,物理意
義上的絕對密閉是不能實現(xiàn)的。
但是,對于許多工程用途來說,如果”泄漏”減少到
對于環(huán)境和機組工作沒有負面影響的程度,就足以滿足
要求了,這就是所謂的工程密閉。
環(huán)境
工程密閉必須由用戶或設(shè)備的制造商來確定,即在
一些情況,必須規(guī)定允許的最大泄漏量。
例如,在DIN 3761第II部分(機動車)中規(guī)定了針對油
封的泄漏等級。現(xiàn)在的機動車應(yīng)用工況要求”零”泄漏。
零泄漏意味著在各種工況下,密封的流體必須絕對與外
界隔絕。
環(huán)境安全的液壓油(可生物降解油液)
當機器或設(shè)備是由液壓控制時,泄漏的液壓油會污
染水表面和地表面,把形成有害泄漏的危險降至最低的
一種方法是使用可生物降解、無毒的油液。在許多國家,
已經(jīng)針對危及水源的材料規(guī)定了必要的規(guī)章和條目。在
有些情況下,已經(jīng)指定了符合環(huán)保要求的液壓和傳動流
體。圖1表示可生物降解流體的種類。
環(huán)保的流體已經(jīng)在所有系統(tǒng)中應(yīng)用,例如,用在工
程機械和農(nóng)機,在供水和造林業(yè)。在固定系統(tǒng)中,它們
用于會危及水源的工廠,例如水閘、水輪機并且針對食
品和藥品。
可快速生物降解流體的一個選用準則是它們與密封
件的相容性。在表II中列出的彈性體材料是與” 可生物
降解油液”相容的,當然,有一些附加說明。
可生物降解液壓油
植物油 合成液
甘油三酸脂
HETG
合成
酯油
聚乙二醇
HEPG
菜籽油 聚α-烯烴 PEG
PPG
圖 1 可生物降解液壓油
因此,列出的清單僅考慮作為建議,針對多數(shù)市場
現(xiàn)有的油液應(yīng)當進行確認。在有疑問的情況下,為了安
全起見,建議使用Turcon? 密封件和Turcite? Slydring?
導(dǎo)向環(huán)。
我們通常建議進行專門的試驗。
1. 針對動態(tài)用途,要求專門試驗
2. 優(yōu)先使用過氧化物硫化的FKM
旋轉(zhuǎn)密封件
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表 II 按照ISO VG 32至68和VDMA指導(dǎo)書24569對標準彈性體材料的使用推薦
油溫
油液類型\\ISO VG
HETG
(菜籽)
HEES
HEPG
(PAG)
HEPR
(PAO)
還未規(guī)定 還未規(guī)定 還未規(guī)定 還未規(guī)定
< 60 oC
32 - 68
< 80 oC
32 - 68
< 100 oC
32 - 68
< 120 oC
32 - 68
AU1
NBR
HNBR
FKM
AU1
NBR
HNBR
FKM
-
-
-
-
-
-
-
-
AU1
NBR1
HNBR1
FKM1
AU1
NBR1
HNBR1
FKM
-
-
-
FKM
-
-
-
FKM
AU1
NBR1
HNBR1
FKM1
NBR
HNBR
FKM2
HNBR
FKM2
HNBR
FKM2
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旋轉(zhuǎn)密封件
生產(chǎn)中使用的質(zhì)量準則對密封件和支承件的成本有
效使用有極大的影響,來自特瑞堡密封的密封件和支承
件,從進料到發(fā)貨都連續(xù)地按照嚴格的質(zhì)量標準進行監(jiān)
控。
我們生產(chǎn)工廠按照國際標準QS 9000 / ISO 9000進行
的認證,滿足針對質(zhì)量控制以及購買、生產(chǎn)和市場功能
管理方面的特殊要求。
我們的質(zhì)量方針一貫是在公司所有關(guān)鍵部門中通過
的嚴格的程序和指令來控制的。
所有材料和產(chǎn)品的試驗,都是按照經(jīng)認可的試驗標
準和技術(shù)規(guī)格來完成,例如:隨機樣品試驗按照DIN ISO
2859,第1部分。檢驗技術(shù)規(guī)格符合各類產(chǎn)品采用的標
準(例如對于O-形圈: ISO 3601)。
我們的密封材料不含氯氟化烴和致癌物。
我們產(chǎn)品號的第10位數(shù)字是規(guī)定為產(chǎn)品的質(zhì)量特征,
短劃線表示產(chǎn)品符合本樣本中提出的標準的質(zhì)量準則,
用戶的特殊要求用在此位置上的不同符號來表示。要求
特殊質(zhì)量準則的用戶應(yīng)當與他們當?shù)氐奶厝鸨っ芊怃N售
部聯(lián)系,尋求幫助,我們有豐富的經(jīng)驗來滿足所有用戶
的質(zhì)量要求。
質(zhì)量準則
密封件和支承件常常作為備件儲存較長的時期。大
多數(shù)橡膠在儲存期間改變物理特性,最后變得不能使用,
例如由于過硬、軟化、破裂、開裂或其他的表面退化。
這些改變可能是個別因素或者多種因素組合的結(jié)果,例
如變形的作用、氧氣、臭氧、光、熱、潮濕或者油和溶
劑。
采取某些簡單措施,這些產(chǎn)品的自身壽命能夠大大
延長。
在國際標準中描述了有關(guān)彈性體密封元件在儲存、清
洗和維護方面的基本說明,例如:
DIN 7716 / BS 3F68: 1977,
ISO 2230,或
DIN 9088
這些標準根據(jù)材料等級,針對彈性體的儲存和自身
壽命給出了一些建議。
下面的建議是根據(jù)某些標準,用于提供針對橡膠儲
存的最合適的條件。應(yīng)當遵守這些建議,保持產(chǎn)品的最
佳物理和化學(xué)性能:
熱
儲存溫度最好應(yīng)當在+5oC和+25oC之間,應(yīng)當避免直
接接觸熱源,例如:鍋爐、散熱器和陽光直射。
如果儲存溫度低于+5oC,應(yīng)當注意在該溫度下拿動
時避免使它們變形,因為它們可能已經(jīng)發(fā)硬了。在這種
情況下,當把它們投入使用前,貨品的溫度應(yīng)當升高到
約+20oC。
潮濕
在儲存室的相對濕度應(yīng)當小于70%,應(yīng)當避免非常
潮或非常干的情況,不要出現(xiàn)冷凝。
光
彈性體密封件應(yīng)當避開光源,特別是陽光直射或帶
有紫外線成分的人造強光。具有防紫外線能力的儲存包
裝袋可以提供良好的保護。
我們建議用紅色或橙色的布或窗簾遮住儲存室的窗戶。
儲存和自身壽命
旋轉(zhuǎn)密封件
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輻射
應(yīng)當采取措施保護儲存的貨物,避開可能造成儲存
貨物損壞的所有電離輻射源。
氧氣和臭氧
只要有可能,彈性體材料要用包裝來隔開流動的空
氣,儲存在密閉的容器或者采用其他合適的方法。
因為臭氧對一些彈性體密封件是特別有害的,儲存
室不能有任何能產(chǎn)生臭氧的元件,例如水銀蒸氣燈、高壓
電力元件、電機或其他可能產(chǎn)生電火花或靜電放電的元
件。燃燒氣體和有機蒸氣應(yīng)當與儲藏室隔絕,它們有可
能通過光化學(xué)過程產(chǎn)生臭氧。
變形
只要有可能,彈性體材料要在松弛的情況下儲存,沒
有張力、壓縮或其他變形。在無變形條件下包裝的貨物,
應(yīng)當在它們原來的包裝中儲存。
與液體和半固體材料接觸
彈性體密封件在儲存期間的任何時候都不允許接觸
溶劑、油、潤滑脂或任何其他的半固體材料,除非是制
造商是這樣包裝的。
與金屬和非金屬接觸
直接接觸某些金屬,例如錳、鐵以及特別是銅和銅
合金,就像黃銅和這些材料的混合物,它們對一些橡膠
有有害作用,彈性體密封件儲存時不要與這些金屬接觸。
因為增塑劑或其他配料可能轉(zhuǎn)移,橡膠儲存時不要
與PVC接觸,不同的橡膠最好應(yīng)當彼此單獨分開。
清洗
必要時,應(yīng)當用肥皂和水或甲基酒精進行清洗,但
是不允許水進入接觸纖維加固的元件、粘接的密封件(因
為腐蝕)或聚氨酯橡膠,不能使用消毒劑或其他有機溶液
以及尖銳物件,貨物應(yīng)當在室溫下晾干,不要靠近熱源
放置。
自身壽命和自身壽命控制
彈性體密封件的有效壽命主要取決于橡膠的類型。當
在建議的條件(以上段落敘述)下儲存時,應(yīng)當考慮下面
給出的一些材料的自身壽命。
彈性體密封件在一定周期后應(yīng)當進行檢查,此后可
以給出延長周期。
厚度小于1.5 mm的橡膠零件和元件更容易受到氧化
分解的嚴重影響,盡管按照建議儲存在滿意的條件下。
因此它們應(yīng)當比上面提到的周期更頻繁地進行檢查和試
驗。
橡膠零件/密封件在裝配好的元件中
建議該組件至少每6個月就應(yīng)當活動一次,并且橡膠
零件允許裝好保持在放入組件內(nèi),不進行檢查的最長周
期是上面提到的初始周期和延長周期的總和,當然,這
將取決于組件有關(guān)的結(jié)構(gòu)。
AU熱塑材料
NBR, HNBR, CR
EPDM
FKM, VMQ, FVMQ
FFKM, Isolast?
PTFE, Turcon?
4年
6年
8年
10年
18年
無限期
10° to 20°
r2
b2
b1
b1
(0.85 x b)
mm
b2
(b + 0.3)
mm
r2
max.
d3
R
Y Z
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旋轉(zhuǎn)密封件
包含有針對設(shè)計和安裝指南的所有相關(guān)的國內(nèi)和國
際標準。
(例如DIN 3760/3761和ISO 6194/1)
安裝在導(dǎo)套中
與溝槽之間的靜密封是由密封件外周處壓緊力提供
的。
徑向油封按照外殼分為橡膠外包(光滑或波紋)或金屬
外殼兩種。溝槽的公差按照ISO H8。
導(dǎo)套的表面粗糙度的值,按照ISO 6194/1的規(guī)定。
一般值 Ra = 1.6 - 6.3 μm
Rz = 10 - 20 μm
Rmax = 16 - 25 μm
對于金屬/金屬密封或氣體密封,無劃痕和無螺旋痕
的良好表面光潔度是必要的。如果旋轉(zhuǎn)軸唇式密封件是
粘接在骨架上的,要確保沒有粘接劑與密封唇或軸接觸。
設(shè)計指南
圖 2 安裝深度和引入倒角
表 III 溝槽尺寸
孔d2 H8
圈寬
b
7
8
10
12
15
20
7.3
8.3
10.3
12.3
15.3
20.3
5.95
6.80
8.50
10.30
12.75
17.00
0.5
0.7
圖 3 徑向油封的安裝
根據(jù)安裝方向(Y或Z),建議軸上的倒角或半徑,該處
尺寸見圖3和表IV。
安裝在軸上
邊緣倒圓和拋光
介質(zhì)
壓力 15o至30o
軸d1 h11
安裝方向
Rz 1至4μm
縱向磨削
旋轉(zhuǎn)密封件
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表 IV 軸端的倒角長度
安裝指南
當安裝旋轉(zhuǎn)軸唇式密封件時,必須遵守以下要點:
- 安裝前,清潔安裝溝槽,對于橡膠密封件,軸和密
封件必須涂潤滑脂或者涂油
- 銳邊過度段必須倒角或?qū)A,否則要遮蓋
- 當壓入密封件時,注意密封圈不要扭轉(zhuǎn)
- 壓入力必須作用在盡可能靠近密封件的外圓周上
- 安裝后,密封件必須同心,并且與軸成直角
- 安裝孔的端面通常用來作為接觸面;密封件也能夠
用臺肩或間隔墊圈固定。
圖4表示采用合適的安裝工具或裝置來安裝壓入旋轉(zhuǎn)
軸唇式密封件
d1
<10
超過10至20
超過20至30
超過30至40
超過40至50
超過50至70
超過70至95
超過95至130
超過130至240
超過240至500
圖 4 用于安裝旋轉(zhuǎn)軸唇式密封件的安裝輔助手段
拆卸孔
拆卸孔
d3
d1 - 1.5
d1 - 2.0
d1 - 2.5
d1 - 3.0
d1 - 3.5
d1 - 4.0
d1 - 4.5
d1 - 5.5
d1 - 7.0
d1 - 11.0
R
2
2
3
3
4
4
5
6
8
12
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旋轉(zhuǎn)密封件
表面光潔度
為了實現(xiàn)最佳的密封解決方案,在密封件和配合表
面之間選擇合適的材料配合也是必要的。
表面粗糙度
密封件的功能可靠性和使用壽命極大程度上取決于
所密封處配合表面的質(zhì)量和表面光潔度。劃痕、擦傷、
孔隙、集中加工痕或螺旋加工痕是不允許的,動態(tài)表面
的表面光潔度比靜態(tài)配合表面必須要有更高要求。
最常用來描述微觀光潔度特征的,在ISO 4287中規(guī)
定是Ra、Rz和Rmax,但是在密封技術(shù)中只有這些特征來
評定適用性是不夠的,另外,還應(yīng)當考慮按照ISO 4287
規(guī)定的材料接觸區(qū)域Rmr。這些表面技術(shù)要求的意義表
示在圖5,它清楚地表明在密封工程中,只有技術(shù)要求
Ra或Rz不足以準確地描述形狀斷面,并且不足以評定適
用性。
材料接觸區(qū)域Rmr對于評定表面狀況是必不可少的,
因為這個參數(shù)是由規(guī)定的形狀斷面來確定的,換句話說,
它是直接取決于采用的加工方法。
圖 5 表面的形狀斷面
軸表面的特性
對于油封的工作表面按照DIN 3760/61中的規(guī)定,表
面應(yīng)當滿足下列要求:
表面粗糙度 Ra = 0.2至0.8 μm
Rz = 1至5 μm
Rmax = 6.3 μm
硬度 55 HRC或600 HV,
淬火深度至少0.3 mm
開式形狀斷面
Rz
1.0
1.0
Rmr
70%
15%
Ra
0.1
0.2
表面形狀
閉式形狀斷面
密封
一般說明
旋轉(zhuǎn)軸唇式密封件是設(shè)計成圈形狀中的元件,裝在
相對旋轉(zhuǎn)的機械零件之間,具有把內(nèi)側(cè)的油或油脂與外
側(cè)的臟物、灰塵、水等分開的功能。
旋轉(zhuǎn)軸密封件通常是由”唇形狀”的彈性體隔膜組成,
并且硫化成型在金屬骨架上。密封唇由”箍簧(Garter
Spring)”施力。
圖 6 旋轉(zhuǎn)軸唇式密封件的構(gòu)造名稱(選自ISO 6194)
徑向油封
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徑向油封
密封設(shè)計
密封唇設(shè)計應(yīng)用了最新技術(shù)和工藝,并且建立在范
圍廣泛的多年現(xiàn)場應(yīng)用基礎(chǔ)之上。
密封邊可以是模制的或機械切削加工的。
密封唇的總徑向力由彈性體的預(yù)壓力連同拉伸彈簧
力給出,前者取決于橡膠材料的變形和彈力、密封唇的
幾何形狀以及軸和密封件之間的過盈量。
外層可以是平的或波狀的,兩種情況都可以配合在
ISO H8的孔中。
箍簧
彈簧保持的唇口
彈簧溝槽
密封唇
唇邊
油側(cè) 空氣側(cè)
外層
底面(空氣)
金屬骨架
隔膜
防塵唇
彈簧平面
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徑向油封
密封部分
材料
對材料的要求必須考慮環(huán)境條件和密封件的功能。
與環(huán)境條件相關(guān)聯(lián)的一些要求是:
- 良好的耐化學(xué)性能
- 良好的耐高溫、低溫性能
- 良好的耐臭氧和耐老化性能
功能要求包括:
- 耐磨性好
- 摩擦小
- 壓縮變形小
- 伸縮性好
表 V 材料建議
由于介質(zhì)的配置不同,上面提到的溫度范圍僅用于指導(dǎo)。
此外,從成本考慮希望加工性能夠好一點。今天,沒
有一種材料能夠滿足所有這些要求,因此,材料的選擇
就總是在涉及到的相對重要的因素之間進行比較。
材料的類型和名稱
丁腈橡膠 (NBR)
丙烯酸酯橡膠 (ACM)
硅橡膠 (VMQ)
氟橡膠 (FKM)
氫化丁腈橡膠 (HNBR)
丁腈橡膠的進一步開發(fā)已經(jīng)產(chǎn)生了所謂的氫化丁腈
橡膠(HNBR),耐熱和耐臭氧性能要顯著提高。這種材料
能夠替代丙烯酸酯酸橡膠,在某些情況也能替代氟橡膠。
為了滿足要求密封件的范圍廣泛,已經(jīng)針對每種類型的
橡膠開發(fā)了特殊的合成物,其他的合成物也有貨,以滿
足一些極端的要求。
材料名稱
材料
用于密封普通介質(zhì)
丁腈橡膠
NBR
氟橡膠
FKM
丙烯酸酯酸
橡膠
ACM
硅橡膠
VMQ
氫化丁腈
橡膠
HNBR
材料縮寫
允許的最高恒定溫度(oC)
礦物油
發(fā)動機油
傳動器油
準雙曲面齒輪傳動器油
ATF油
液壓油(DIN 51524)
潤滑脂
油-水乳化液
水-油乳化液
含水溶液
脫水流體
燃油
水
堿水
空氣
阻燃液壓油
(VDMA 24317)
(VDMA 24320)
其他介質(zhì)
N
100
80
80
100
90
90
70
70
70
--
90
90
90
100
V
170
150
150
170
150
--
--
--
--
150
--
100
100
200
A
125
125
125
125
120
--
--
--
--
--
--
--
--
150
S
150
130
--
--
--
--
60
60
--
--
--
--
--
200
H
130
110
110
130
130
100
70
70
70
--
100
100
100
130
根據(jù)介質(zhì),可能會出現(xiàn)明顯的偏差。
橡膠材料的說明
丁腈橡膠(NBR)
優(yōu)點:
- 耐油性好
- 耐熱性好,在油中高達100oC
- 拉伸強度高(特殊復(fù)合物在20 MPa以上)
- 斷裂的延伸率高
- 水中的膨脹小
缺點:
- 耐耐老化和臭氧性能差
- 耐極性流體(酯、醚、酮和苯胺)性能差
- 耐氧化碳氫化合物(碳四氯化物、三氯乙烯)性能差
- 耐芳烴流體(例如苯、甲苯)性能差
含有大量芳烴碳氫化合物的流體、礦物油和上面所
有的高添加礦物油(準雙曲面齒輪油),是有危險的,因
為它們對丁腈橡膠復(fù)合物有很強的膨脹作用。通過增加
丙烯腈含量,膨脹性能夠得到改善。
但是,它有低溫彈性性差和壓縮永久變形大的缺點。
在高添加油中的添加劑在某些情況能夠造成彈性體和添
加劑之間的額外的相互作用,從而影響到彈性。
徑向油封
20
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氫化丁腈橡膠(HNBR)
優(yōu)點:
- 耐油性好,包括準雙曲面齒輪油也是如此
- 耐熱性好,高達150oC
- 機械性能好
- 耐老化和耐臭氧性能好
缺點:
- 耐極性流體(酯、醚、酮和苯胺)性能差
- 耐氯化碳氫化合物(碳四氯化物、三氯乙烯)性能差
- 耐芳烴流體(苯、甲苯)性能差
丙烯酸酯橡膠(ACM)
優(yōu)點:
- 耐油和耐燃油性好(優(yōu)于丁腈橡膠)
- 耐熱溫度約50oC,優(yōu)于丁腈橡膠,在油中150oC,
在空氣中125oC
- 耐老化和耐臭氧性能好
缺點:
- 不能用于與水和水溶液,甚至含有少量水的油接觸
- 在約-20oC開始低溫彈性變差,這比正常的丁腈橡
膠要稍微差一些
- 有限的拉伸和撕裂強度,特別是在高于100oC情況
- 耐磨性差(明顯比丁腈橡膠要差)
- 耐極性流體、芳烴流體和氧化碳氫化合物性能差
21
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徑向油封
氟橡膠(FKM)
優(yōu)點:
- 耐油和耐燃油性比任何其他橡膠類型都好
- 唯一的高彈性橡膠材料,耐芳烴流體和氯化碳氫化
合物
- 耐熱性非常好,除了硅橡膠外是最好的,溫度達
200o C
- 耐老化和耐臭氧性能好
- 耐酸性非常好(僅無機酸,不適合有機酸,例如醋酸)
缺點:
- 約-20oC至-25oC開始低溫彈性變差
- 有限的拉伸和撕裂強度,特別是在高于100oC情況
- 在熱水中壓縮永久變形大
- 耐極性溶液性能差
硅橡膠(VMQ)
優(yōu)點:
- 所有橡膠類型中耐熱性最好
- 所有橡膠類型中耐冷性最好
- 耐老化和耐臭氧性能非常好
- 耐脂肪族礦物油和大多數(shù)類型的潤滑脂
缺點:
- 標準復(fù)合物的拉伸和撕裂強度差
- 耐磨性差
- 耐芳烴油液和氧化礦物油性能差
- 耐擴散性差
-45 -30 100 120
-40 -30
-35 -20
-55 -40
-35 -20
140 150
150 175
175 200
200 230
NBR
HNBR
ACM
VMQ
FKM
-100 -50 0 50 100 150 200 250
徑向油封
22
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耐溫度變化
溫度升高,加速橡膠的老化,材料變硬和變脆,拉
伸率減小,壓縮永久變形增大。密封唇口處的軸向開裂
是典型的征兆,說明該密封件已經(jīng)暴露在過高的溫度下。
橡膠的老化對密封件的使用壽命相當重要,針對主要材
料的溫度限制表示在圖7中,它們也只是一種估計,因
為材料也受到介質(zhì)的影響,通??梢哉f溫度升高10oC
(在空氣中),橡膠的理論使用壽命將減半。
耐油
市場上可買到的油液品種非常多,每一種都對橡膠
有不同的作用。
此外,來自不同制造商的同一型號的油液可能有不
同的影響,橡膠通常受到油中添加劑的影響,比如說含
硫的準雙曲面齒輪油的例子。因為硫用來作為針對丁腈
橡膠的硫化劑,在溫度高于+80oC情況下,油中的硫添
加劑起到了硫化劑的作用,結(jié)果造成二次硫化,丁腈橡
膠將快速的變硬和變脆。氫化丁腈橡膠、丙烯酸酯橡膠
和氟橡膠不是通過硫化來實現(xiàn)交聯(lián)的,因此能夠適用于
這種類型的油液,雖然從工作溫度的角度來看,并不需
要用到這些橡膠。油液的氧化是另一個例子,說明我們
很難簡單地列舉出橡膠材料耐油性。油液在運行中發(fā)生
氧化,因此導(dǎo)致它們的性能發(fā)生很大的改變。這種油液
會損壞硅橡膠。表5中規(guī)定的值只可用作近似值。
如有疑問,請聯(lián)系您當?shù)氐奶厝鸨っ芊夤尽?/p>
1000小時工作周期
僅在特殊條件下,使用特殊材料實現(xiàn)
溫度范圍僅與介質(zhì)有關(guān),這些
介質(zhì)與相應(yīng)的彈性體相容
溫度oC
圖 7 溫度限制,針對一些普通的橡膠品種
50 100 150
time h
%
100
50
75
23
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徑向油封
金屬殼體
金屬殼體的主要功能是使密封件加強剛性和強度,通
常它不可以承受軸向載荷。如果需要殼體能夠承受軸向
載荷,則需要特殊設(shè)計。
殼體通常用冷軋鋼板AISI 1008,DIN 1624制成,環(huán)
境條件可能要求其他材料,例如黃銅或不銹鋼AISI 304,
DIN 1.4301。
箍簧
功能
當橡膠受到熱量、載荷或化學(xué)作用時,它將逐漸失
去其原始的特性,橡膠則稱之為老化,由密封件施加的
原始徑向力則 將消失,因此箍簧的功能是保持徑向力。
試驗已經(jīng)表明徑向力必須隨密封件的規(guī)格和品種而
變化,試驗也清楚地指出,在密封件的使用壽命期間,
保持徑向力變化范圍很小是非常重要的。試驗室中的大
量的研究工作為確定徑向力奠定了基礎(chǔ)。
箍簧是緊密纏繞的,并且?guī)в谐跏紤?yīng)力,這樣,由
彈簧施加的總力有初始應(yīng)力和彈性變形形成的彈力兩部
分組成。使用具有初始應(yīng)力的箍簧有下列的優(yōu)點:
- 隨著密封元件的磨損,由于初始應(yīng)力,總的徑向力
將不改變。
- 由于熱處理可以調(diào)整初始應(yīng)力,因此針對實際軸徑,
能夠更容易調(diào)整所需要的徑向力。
- 彈簧的熱處理溫度高于密封件的工作溫度,這樣保
證了彈簧力將是穩(wěn)定的,這種工序消除了初始彈簧
力在使用期間將會改變的風險。
圖8和圖9表示在穩(wěn)定的箍簧中和不穩(wěn)定的箍簧中,
張力的變化。
圖 8 在穩(wěn)定的和不穩(wěn)定的箍簧中初始應(yīng)力的變化
圖 9 彈簧力對應(yīng)伸長
材料
通常采用彈簧鋼SAE 1074,DIN 17223,如果要求
耐腐蝕,就使用不銹鋼AISI 304,DIN 1.4301。不建議
青銅或相似材料的箍簧,因為在長期工作后,或者暴露
在高溫后,它們會產(chǎn)生疲勞。在特殊應(yīng)用中,箍簧可以
用薄的橡膠軟管保護來防止污垢。
穩(wěn)定的彈簧
不穩(wěn)定的彈簧 初始應(yīng)力
力
熱處理前
熱處理后
由于密封元
件的磨損彈
簧力的變化
彈簧剛度
初始應(yīng)力
伸長
“磨損”
1.0
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000
TRU
TRP/6CC
? 25
? 50
? 100
? 150
徑向油封
24
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過壓
當密封部分承受壓力時,會迫使它緊貼軸,并且與
軸接觸的唇部區(qū)域會增大,摩擦和發(fā)熱增大。所以,當
密封件受壓工作時,不可再使用規(guī)定的圓周速度值,而
必須根據(jù)壓力大小作相應(yīng)的降低。在圓周速度高的情況
下,甚至0.01至0.02 MPa的過壓都可能出現(xiàn)問題。通過
安裝單獨的擋圈,TRA/CB,TRC/BB和TRB/DB型號能夠
用于過壓在0.05 MPa以上。單獨的擋圈外形吻合密封件
的后輪廓,但是當沒有壓差存在時,沒有相互接觸,見
圖10。但是,擋圈要求非常精密的配合。有關(guān)適用的擋
圈圖紙,請詢問您當?shù)氐奶厝鸨っ芊夤尽C芊饧吞?/p>
TRU的殼體對密封部分有加強支撐作用,見圖10,型號
TRP/6CC設(shè)計成帶有短而堅固的密封唇,允許過壓而不
必使用單獨的擋圈。當安裝了擋圈時,或者當使用型號
TRU、TRP/6CC時,在中等圓周速度下,允許過壓0.4至
0.5 MPa。
在非常高的壓力下,為了避免密封件周邊和溝槽之
間的泄漏,應(yīng)當使用殼體為橡膠覆蓋的密封件。當密封
件承受壓力時,可能會在溝槽中有軸向滑移動,甚至突
然彈出。通過用墊圈,彈簧擋圈,或把密封件緊靠臺肩
安裝,可以防止這一現(xiàn)象。
圖 10 允許的過壓,針對帶支承的唇式密封件和針對壓力密封件壓力,MPa
軸速度,min-1
TRA/CB,帶擋圈
30000 15000 10000 9000 8000 7000 6000 5000 4500 4000
3500
2500
2000
1500
1000
500
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
40
35
30
25
20
15
10
5
0
3000
25
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徑向油封
圓周速度和轉(zhuǎn)速
密封元件結(jié)構(gòu)的不同設(shè)計,影響摩擦力的大小,產(chǎn)
生不同的溫升,因此,不同的密封元件結(jié)構(gòu),允許不同
的最高圓周速度。圖11表示允許圓周速度的近似最大值,
針對不同的密封元件結(jié)構(gòu)(不帶防塵唇),即密封件型號
TRC/BB、TRA/CB、TRB/DB等,用材料NBR、ACM、
FKM和VWQ制成,無壓差,潤滑充分或者密封邊由被
密封的介質(zhì)冷卻,此外,必須不能超過表V中給出的最
高允許工作溫度。曲線表示軸徑大的比軸徑小的允許的
圓周速度要高,這是因為截面面積增加與直徑的平方成
比例,于是提高了散熱能力。
圖 11 在無壓力狀態(tài)允許的速度,按照DIN 3761
速度,rpm
圓周速度, m/s
軸直徑,d1 mm
高達500 mm
VMQ和FKM
材料
ACM
材料
NBR
材料
350
300
250
200
150
100
50
0
0 5 1510 02 52
? 200
? 150
? 125
? 100
? 80
? 70
? 60
? 50
? 40
? 30
? 20
? 10
徑向油封
26
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潤滑
考慮到密封件的功能和使用壽命,充分的潤滑是最
重要的,為了摩擦、發(fā)熱和磨損最小,并且為了避免唇
材料的斷裂,在密封唇和軸之間必須形成流體的油膜。
當被密封的介質(zhì)是油或潤滑脂的情況下,通常不會提出
潤滑問題,但是,必須始終注意確保潤滑劑與密封唇接
觸。像齒輪、濺油圈和圓錐滾子軸承等元件產(chǎn)生泵吸作
用,阻礙潤滑劑到達密封件或者造成潤滑劑大量流向密
封件,對于前一種情況,應(yīng)當提供環(huán)形通道來保證密封
件的潤滑,對于后一種情況,流量可能造成壓力升高超
過允許值。在機器設(shè)備中,如果有的唇密封不能正常潤
滑,就必須要用其他方式提供潤滑脂或油。密封件在安
裝之前,必須用油或潤滑脂來預(yù)潤滑。在有些情況,這
種安裝時的潤滑可能就足夠了。對于雙唇的密封件,在
安裝前,唇之間的空間應(yīng)當有50%充滿潤滑脂。在市場
上可以買到各種油品和潤滑劑,并且它們會對彈性體有
不同的影響。因此,應(yīng)當注意保證使用的潤滑劑對密封
唇材料無害,見表V。
潤滑和泄漏
絕對密閉是不可能實現(xiàn)的,被密封的介質(zhì)也潤滑唇
口并且影響密封件的使用壽命,完全干式運行會損壞密
封唇。德國標準DIN 3761把唇密封件的密閉分成1至3泄
漏級,所謂零泄漏也是一種定義,零泄漏意味著一種功
能,從相關(guān)密封邊的潮濕膜,到介質(zhì)在密封件的背面沒
有形成滴漏。最好是接受這個”最小泄漏”,而不冒由于
潤滑不充分而損壞唇口的風險。在1至3級中,允許的泄
漏是每個密封件在240小時的試驗時間內(nèi),最多1g至3g。
摩擦損失
摩擦損失常常是非常重要的,特別是當小功率傳輸
時,摩擦損失受到下列參數(shù)的影響:密封設(shè)計和材料、
摩擦損失,
W
圓周速度,m/s
彈簧力、速度、溫度、介質(zhì)、軸設(shè)計和潤滑。圖12表示
針對不帶防塵唇的密封件,當按照我們的技術(shù)要求裝配
時,以瓦特為單位的摩擦損失。在某些情況,通過特殊
設(shè)計密封唇、減小彈簧力或者使用特殊等級的橡膠,能
夠降低摩擦損失。我們的技術(shù)部門將非常原意提供這方
面的建議。應(yīng)當注意的是,在”磨合”期間的摩擦損失要
比圖中給出的大得多。正常的” 磨合”時間是幾個小時,
長時間停止工作之后,起動摩擦可能也相對要大。
圖 12 摩擦損失,針對丁腈橡膠的TRA/CB型密封件
0.4
0.3
0.2
0.1
0
1000 2000 3000 50004000 6000 7000
VMQ
NBR-ACM-FKM
0.4
0.3
0.2
0.1
0
25
50
75
100
125
150
175
200
225
250
275
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徑向油封
軸
表面光潔度、硬度和機加工方法
軸的設(shè)計對于密封件的性能和使用壽命來說是非常
重要的(見圖3),作為基本規(guī)定,對于圓周速度提高,軸的
硬度就應(yīng)當更高。標準DIN 3760規(guī)定軸的硬度必須起碼
為45 HRC。
隨著圓周速度提高,硬度必須提高,在10 m/s要求
硬度60 HRC。選擇合適的硬度不僅根據(jù)圓周速度,也要
根據(jù)像潤滑和存在磨料顆粒等因素。潤滑差和環(huán)境條件
困難要求軸的硬度要更高。DIN 3760規(guī)定表面粗糙度
Rt=1μm至4μm,但是試驗室試驗已經(jīng)得出了最合適
的粗糙度是Rt=3μm (Ra=0.3μm)。更粗糙和更光滑
的表面產(chǎn)生更大的摩擦,結(jié)果是溫度提高和磨損加大,
我們建議表面粗糙度Rt=2-3μm (Ra=0.3-0.8μm)。
圖 13 軸跳動
軸和溝槽設(shè)計
摩擦和溫度的測量也已經(jīng)說明軸的磨削加工是最好的機
加工方法,但是螺旋磨痕可能會造成泵送效應(yīng)和泄漏,
因此應(yīng)當采用縱向磨削,磨削期間要避免砂輪和工件之
間的按比例同步。用拋光布拋光軸的表面,拋光過的表
面與縱向磨削相比造成更大的摩擦和發(fā)熱。在某些情況,
提供具有必要硬度、表面光潔度和耐腐蝕的軸或許是不
可能的,這個問題可以通過在軸上裝一個單獨的套來解
決,如果出現(xiàn)磨損,僅僅是套需要更換(見軸修理套件章
節(jié))。
軸跳動
應(yīng)當盡可能避免軸跳動,或者保持在最小。轉(zhuǎn)速越
高就有風險,就是密封唇的慣性使它不能跟隨軸運動。
密封件必須緊靠軸承固定,并且軸承的竄動量要保持在
盡可能最小,見圖13。
偏心
為了消除唇口的單向載荷,應(yīng)當避免軸和安裝孔中
心之間的偏心,見圖14
圖 14 偏心
軸跳動,mm
軸轉(zhuǎn)速,min-1
偏心量,mm
軸直徑,mm 達500
徑向油封
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溝槽
溝槽
對于公制尺寸,公差是按照德國標準DIN 3760,提
供合適的壓配合,孔公差I(lǐng)SO H8。英制尺寸是按照美國
標準。在溝槽有其他公差的情況下,密封件也能夠作成
合適的尺寸。對于軟材料作成的軸承溝槽,例如輕金屬,
和對于具有薄壁的軸承溝槽,密封件和溝槽之間的特殊
配合可能是必要的。對于密封件和溝槽的公差,則應(yīng)當
由實際裝配檢驗來確定。如果像軸承這樣的元件安裝時
要通過密封件的溝槽,溝槽就可能損傷。為了避免上述
的損傷,應(yīng)當選擇具有較大外徑的密封件而不是軸承。
安裝
關(guān)于安裝細節(jié),請參考”設(shè)計指南”章節(jié)。
拆卸和更換
拆卸密封件一般不會有什么問題。一般可以使用改
錐或相似的工具,密封件則將變形。設(shè)備修理或維護之
后,一定要安裝新的旋轉(zhuǎn)軸唇式密封件,盡管老的看起
來還能用。新密封件的密封唇不可以重疊在軸上的舊接
觸區(qū)域,可以采用以下方法:
- 更換軸套
- 把密封件裝入孔中至不同的深度
- 再加工軸,并且配裝一個耐磨套(見軸修理套件章節(jié))。
TRA/CB
DIN 3760
型號A
TRE/CC TRC/BB
DIN 3761
型號B
TRD/BC
DIN 3761
型號BS
TRF/DC
DIN 3761
型號CS
TRB/DB
DIN 3761
型號C
DIN 3760
型號AS
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徑向油封
標準的橡膠旋轉(zhuǎn)軸封按照DIN 3760 (3761)和ISO
6194/1的建議設(shè)計。
旋轉(zhuǎn)密封件的標準型號
型號DIN A和DIN AS可以是波狀的或平的外殼。
圖 15 標準型號
b
d2 H8 d1 h11
徑向油封
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圖16 安裝圖
一般說明
TSS型號TRA和STEFA型號CB是外徑完全覆蓋橡膠的
密封件,二種不同外徑的結(jié)構(gòu)有貨:平的橡膠外殼和波
狀的。
這種型號不推薦用于污染嚴重的環(huán)境。
優(yōu)點
- 良好的靜態(tài)密封
- 不同熱膨脹的補償
- 降低接觸腐蝕的風險
- 允許更高的孔表面粗糙度
- 安裝在分體式溝槽中
- 現(xiàn)代的唇口設(shè)計,徑向力小
應(yīng)用示例
- 傳動系統(tǒng)(例如減速器)
- 泵
- 電機
- 機械工業(yè)(例如機床)
TSS型號TRA和STEFA型號CB (DIN 3760型號A)
介質(zhì)
技術(shù)數(shù)據(jù)
壓力: 達0.05 MPa
溫度: -40oC至+200oC
(根據(jù)材料)
速度: 達30 m/s
(根據(jù)材料)
介質(zhì) 礦物油和合成潤滑劑
(CLP,HLP,APGL等)
特瑞堡密封已經(jīng)進行了幾千種相容性試驗,要了解
詳細情況請和我們聯(lián)系。
重要注意:
以上數(shù)據(jù)是最大值,并且不能同時使用。例如,
最高工作速度取決于材料類型、壓力和溫度。
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徑向油封
表 VI 材料
*特殊等級和其他材料(ACM,EACM,EPDM,HNBR,VMQ)根據(jù)要求。
**金屬骨架和彈簧,根據(jù)要求能夠提供不同材料。
表 VII 優(yōu)先系列/尺寸,件號
粗體字印刷的尺寸符合DIN 3760(1996年9月起草)的建議。
標準材料* TSS
材料代號
STEFA
材料代號
標準金屬
骨架**
標準
彈簧**
碳鋼
碳鋼
碳鋼
不銹鋼
NBR(邵氏A 70)
NBR(邵氏A 75)
FKM(邵氏A 75)
FKM(邵氏A 75)
N7MM
4N011
VCBV
4V012
-
1452
-
5466
尺寸 件號
型號
STEFA TSS
d1 d2 b NBR
4N011
FKM
4V012
NBR
N7MM
FKM
VCBV
4
4
5
6
6
6
6
6
6
6
7
7
8
8
8
8
8
8
8
8
8.5
9
9
9
9
10
10
11
12
15
12
15
16
16
19
22
22
16
22
14
16
16
18
22
22
22
24
18
22
24
26
30
16
18
5
6
6
5.5
4
5
7
7
7
8
7
7
4
5
7
5
4
7
8
7
7
7
7
7
7
4
4
TRA200040
TRA100040
TRA000050
TRA400060
TRA000060
TRA100060
TRAA00060
TRA300060
TRAB00060
TRA600060
TRA000070
TRAA00070
TRA700080
TRA100080
TRA200080
TRA300080
TRA500080
TRAA00080
TRAF00080
TRAB00080
TRA000085
TRAA00090
TRAB00090
TRAC00090
TRA300090
TRA000100
TRA200100
CB
CB
CB
CB
CB
CB
CB
CB
CB
CB
CB
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