密封件的選擇和應(yīng)用
密封件的選擇和應(yīng)用
各類軸承配置不僅由軸承組成，而且還包括軸和軸承座以及密封件等關(guān)聯(lián)零部件。凡涉及潤滑劑清潔度、而且清潔度對軸承壽命有很大影響的情況下，例如在應(yīng)用使用壽命原理時(shí)，密封件的性能顯然起著決定性的作用。
對設(shè)計(jì)人員而言，這意味著必須把軸承和密封件當(dāng)作系統(tǒng)的組成部分來加以考慮。設(shè)計(jì)密封配置與選擇密封件時(shí)，不能忽視軸承配置和要求的使用壽命。
顯然，提供的內(nèi)容不可能非常周詳，面面俱到，因此，我們在多處提請用戶與 技術(shù)開發(fā)部聯(lián)系。密封件的技術(shù)要求越高，就越需要與
聯(lián)系，特別是在內(nèi)部人員缺少經(jīng)驗(yàn)的情況下，尤其如此。
特定類型密封件的數(shù)據(jù)，可在相關(guān)產(chǎn)品表之前的內(nèi)容中找到
設(shè)計(jì)
密封件采用多種設(shè)計(jì)和規(guī)格進(jìn)行生產(chǎn)，可應(yīng)用于所有工業(yè)部門，與直徑在4 700毫米以下的軸配套使用。 密封件主要分為以下各組
– 徑向軸密封件（卡緊密封件），
– 機(jī)械密封件，
– V型圈密封件，
– 軸向夾式密封件和
– 密封與間隔墊圈。
耐磨軸套作為特殊零部件進(jìn)行生產(chǎn)。是密封件專業(yè)制造廠，生產(chǎn)的各類密封件設(shè)計(jì)，還生產(chǎn)三種用于液壓缸和氣壓缸的密封件：軸臺V型脹圈、壓力-防塵密封件和雙唇口壓力密封件
密封件的選擇
產(chǎn)品表中顯示的密封件用于密封旋轉(zhuǎn)部件與固定部件之間的間隙，或兩個(gè)處于相對運(yùn)動(dòng)的零部件之間的間隙。密封件的作用是
– 保持潤滑劑，
– 排斥污染雜質(zhì)，
– 分隔液體或氣體，并
– 承受壓差。
即使在臨界應(yīng)用場合或不利的工作條件下，密封件也應(yīng)以*低的摩擦和磨損充分發(fā)揮作用。
為了滿足不斷變化的要求，我們生產(chǎn)的密封件品種繁多，材料多樣。每種設(shè)計(jì)和材料的組合都具有特定的特性，適合某種具體的應(yīng)用場合。
選擇合適的密封件受到包括工作條件在內(nèi)的許多因素的影響，例如
– 潤滑類型，
– 密封表面（相對面）的滑動(dòng)速度，
– 密封件是垂直安裝還是水平安裝，
– 與軸的共軸性偏心或偏離
還必須考慮密封件環(huán)境，例如，
– 化學(xué)或機(jī)械的因素及/或
– 熱條件
是否會影響密封件性能?？捎玫目臻g、密封效率要求以及成本的可行性必須全部考慮在內(nèi)。
根據(jù)應(yīng)用場合的不同，起主要影響的因素也各不相同，所以，無法提供選擇合適密封件類型和設(shè)計(jì)的通用規(guī)則。不過，下列有關(guān)不同密封件特性
的說明應(yīng)多少能起到一定的指導(dǎo)作用。
密封件的選擇和應(yīng)用
各類軸承配置不僅由軸承組成，而且還包括軸和軸承座以及密封件等關(guān)聯(lián)零部件。凡涉及潤滑劑清潔度、而且清潔度對軸承壽命有很大影響的情況下，例如在應(yīng)用使用壽命原理時(shí)，密封件的性能顯然起著決定性的作用。
對設(shè)計(jì)人員而言，這意味著必須把軸承和密封件當(dāng)作系統(tǒng)的組成部分來加以考慮。設(shè)計(jì)密封配置與選擇密封件時(shí)，不能忽視軸承配置和要求的使用壽命。
顯然，提供的內(nèi)容不可能非常周詳，面面俱到，因此，我們在多處提請用戶與 技術(shù)開發(fā)部聯(lián)系。密封件的技術(shù)要求越高，就越需要與
聯(lián)系，特別是在內(nèi)部人員缺少經(jīng)驗(yàn)的情況下，尤其如此。
特定類型密封件的數(shù)據(jù)，可在相關(guān)產(chǎn)品表之前的內(nèi)容中找到
設(shè)計(jì)
密封件采用多種設(shè)計(jì)和規(guī)格進(jìn)行生產(chǎn)，可應(yīng)用于所有工業(yè)部門，與直徑在4 700毫米以下的軸配套使用。 密封件主要分為以下各組
– 徑向軸密封件（卡緊密封件），
– 機(jī)械密封件，
– V型圈密封件，
– 軸向夾式密封件和
– 密封與間隔墊圈。
耐磨軸套作為特殊零部件進(jìn)行生產(chǎn)。是密封件專業(yè)制造廠，生產(chǎn)的各類密封件設(shè)計(jì)，還生產(chǎn)三種用于液壓缸和氣壓缸的密封件：軸臺V型脹圈、壓力-防塵密封件和雙唇口壓力密封件
密封件的選擇
產(chǎn)品表中顯示的密封件用于密封旋轉(zhuǎn)部件與固定部件之間的間隙，或兩個(gè)處于相對運(yùn)動(dòng)的零部件之間的間隙。密封件的作用是
– 保持潤滑劑，
– 排斥污染雜質(zhì)，
– 分隔液體或氣體，并
– 承受壓差。
即使在臨界應(yīng)用場合或不利的工作條件下，密封件也應(yīng)以*低的摩擦和磨損充分發(fā)揮作用。
為了滿足不斷變化的要求，我們生產(chǎn)的密封件品種繁多，材料多樣。每種設(shè)計(jì)和材料的組合都具有特定的特性，適合某種具體的應(yīng)用場合。
選擇合適的密封件受到包括工作條件在內(nèi)的許多因素的影響，例如
– 潤滑類型，
– 密封表面（相對面）的滑動(dòng)速度，
– 密封件是垂直安裝還是水平安裝，
– 與軸的共軸性偏心或偏離
還必須考慮密封件環(huán)境，例如，
– 化學(xué)或機(jī)械的因素及/或
– 熱條件
是否會影響密封件性能?？捎玫目臻g、密封效率要求以及成本的可行性必須全部考慮在內(nèi)。
根據(jù)應(yīng)用場合的不同，起主要影響的因素也各不相同，所以，無法提供選擇合適密封件類型和設(shè)計(jì)的通用規(guī)則。不過，下列有關(guān)不同密封件特性
的說明應(yīng)多少能起到一定的指導(dǎo)作用。
密封件的選擇 - 油脂的保持
油脂的粘度相對較高，因此相對比較容易保持在軸承配置中。這意味著對密封件的要求不會太高，因此，幾乎可以采用任何類型的密封件。
HM型無卡緊彈簧的徑向軸密封件，在滑動(dòng)速度較低的情況下，非常適合此類應(yīng)用場合。此類HM徑向軸密封件的密封唇口應(yīng)面向油脂，即對軸承
配置而言，唇口應(yīng)朝向軸承。
裝彈簧的徑向軸密封件，如W1（圖2和圖3）設(shè)計(jì)，同樣適合用于保持油脂。在需要經(jīng)常重新潤滑的應(yīng)用場合，至少一個(gè)密封件的唇口應(yīng)背向油
脂，以便多余的油脂通過該密封唇口溢出。 這樣做，可避免油脂積聚，從而避免熱量的積聚。當(dāng)密封唇口的潤滑無法得到保證時(shí)，建議使用帶次
唇口的密封件，因?yàn)樵谥鞔娇诤痛未娇谥g可充填油脂。由于脂潤滑的熱傳遞狀況不佳，我們建議，將油潤滑的允許圓周速度減半后運(yùn)用在脂潤
滑的場合。
除徑向軸密封件（無論是否帶卡緊彈簧）外，V型圈密封件或氈密封件也可用于保持油脂。
密封件的選擇 - 潤滑油的保持
與油脂相比，潤滑油（特別是粘度相對較低的潤滑油）在軸承配置中較難保持。因此，幾乎全部都要使用裝彈簧的徑向軸密封件。
在圓周（邊緣）速度相對較低的嚴(yán)酷條件下，機(jī)械密封件也可用來保持潤滑油。
通常，采用流體動(dòng)力型唇口的徑向軸密封件就能勝任有余。唇口有一個(gè)正弦型唇口，無論軸（或軸承座）的旋轉(zhuǎn)方向如何
，它都會對內(nèi)部和外部產(chǎn)生一種泵吸作用。 如需保護(hù)密封位置免受灰塵或細(xì)小固體雜質(zhì)的侵入，建議采用帶一個(gè)次（防塵）唇口的徑向軸密封件
。
V型圈密封件也可用來保持潤滑油。在這種情況下，密封件應(yīng)配置在油側(cè)，并在軸上得到軸向支撐。
V型圈密封件特別適合用來隔絕污染物。此類密封件隨軸旋轉(zhuǎn)，起到拋油環(huán)的作用，并對垂直于軸的表面起到密封作用。
主要用于隔絕污染物的徑向軸密封件，安裝時(shí)，密封唇口應(yīng)朝外。 在低轉(zhuǎn)速的應(yīng)用場合與正常的工作條件下，可以使用任何類型的徑向軸密封件
。
在惡劣條件下，建議使用設(shè)計(jì)，例如帶流體動(dòng)力型密封輔助裝置的，也可使用重型密封件。為增強(qiáng)密封效率，可將兩個(gè)密封件以串聯(lián)形式配置（圖11），或采用兩個(gè)唇口串聯(lián)的雙唇口密封件。
V型圈或軸向夾式密封件（CT）（圖13）也能保護(hù)主密封件免受粗糙雜質(zhì)的侵襲。軸承座的側(cè)面或徑向軸密封件的殼體可作為V型圈和CT密封件唇
口的相對面。
在很多應(yīng)用場合，隔絕污染物與保持潤滑劑具有相同的重要性。選用除主唇口外另有一個(gè)次（防塵）唇口的密封件，通常就能勝任有余。
要同時(shí)解決保持潤滑劑和隔絕污染物的問題，還有一個(gè)辦法，即把兩個(gè)密封件反向配置
將兩個(gè)V型圈密封件反向配置，加上一個(gè)推力墊圈，也可有效發(fā)揮雙重作用。推力墊圈位于兩個(gè)密封件之間，兩側(cè)均經(jīng)過機(jī)械加工。
在極端惡劣的條件下，建議使用機(jī)械密封件，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)。
密封件的選擇 - 兩種液體的分隔
在必須將兩種液體隔開的場合，根據(jù)可用的空間和需要的效率，可以采取兩種方法。
可以用兩個(gè)單獨(dú)的密封件，將其唇口反向配置，也可以用設(shè)計(jì)的雙唇口密封件。唇口也是反向配置。
采用這兩種方法時(shí)，唇口都必須裝彈簧。 在一個(gè)或另一個(gè)唇口偶爾發(fā)生干摩擦運(yùn)行的情況下，即其中一種液體暫時(shí)缺乏時(shí)，我們建議，安裝時(shí)就
在兩個(gè)唇口間加入油脂，以保證唇口始終得到充分潤滑。
密封件的選擇 - 圓周速度和轉(zhuǎn)動(dòng)速度
允許的轉(zhuǎn)動(dòng)速度取決于密封表面的直徑和密封位置的允許圓周速度。
允許圓周速度主要視密封唇口的設(shè)計(jì)和材料而定，而密封唇口的設(shè)計(jì)和材料決定著密封件接觸位置的發(fā)熱狀況。 它們還取決于相對面的材料和運(yùn)
行條件。唇口的潤滑和被密封介質(zhì)的類型和特點(diǎn)也有一定影響，因?yàn)榻橘|(zhì)可能帶走唇口接觸位置的熱量。
圖解1是對不同密封件設(shè)計(jì)的允許圓周速度的比較，假設(shè)密封件是在正常條件下運(yùn)行，即具有油脂或油的保持能力、密封件各處無壓差等等。
無摩擦密封件，如迷宮密封件，幾乎不存在摩擦，因此*適宜高速和高溫運(yùn)行。
密封件的選擇 - 工作溫度
低溫和高溫都會影響密封件的有效性。在低溫下，密封唇口會喪失彈性，從而變硬、變脆。密封效果會下降，密封件也會較易受機(jī)械損傷。如密
封件的材料和收縮率不同，則密封件外徑和箱體軸孔之間的靜態(tài)密封也會受到影響。 為了避免在使用鋁合金軸承座的場合出現(xiàn)此類問題，建議采
用具有彈性外徑的徑向軸密封件。
摩擦、密封唇口的圓周速度、溫度、被密封介質(zhì)的粘度以及軸的特定傳熱狀況，都會影響密封位置的溫度和唇口與相對面潤滑膜之間的溫度。高
溫一般會破壞潤滑膜。 潤滑不足是密封件過早失效的一個(gè)*常見原因。
對于持續(xù)高溫的應(yīng)用場合，應(yīng)使用特殊的高溫唇口材料，例如，采用氟橡膠（FPM）或聚四氟乙烯（PTFE）制造的LongLife密封件。
為了說明 通常使用的各種材料的耐熱性，圖解2列出了允許的工作溫度范圍。
密封件的選擇 - 壓力
密封位置一側(cè)與另一側(cè)存在壓差，通常意味著必須使用特殊設(shè)計(jì)的帶卡緊彈簧的徑向軸密封件，因?yàn)槠渌愋偷臉?biāo)準(zhǔn)密封件在相對較低的轉(zhuǎn)速下
，通常只能承受0,07兆帕壓差。
一般情況下，對于存在壓差的位置，我們建議使用 W5
（圖23）或 WA5（圖24）密封件，因?yàn)檫@類密封件在5米/秒速度下所能承受的壓力可達(dá)0,63兆帕。
在承受壓力的情況下，密封件的唇口被緊緊壓在相對面上，從而引起摩擦增大，下唇口溫度升高。在高轉(zhuǎn)速下，這會加速磨損，并明顯縮短密封
件及其相對面的使用壽命。在存在壓差的情況下，應(yīng)注意使壓力和圓周速度相稱。
如壓差是暫時(shí)的，可能需要使用**個(gè)密封件，如額外的徑向軸密封件，使其唇口對準(zhǔn)壓力較高的一側(cè)，也可以采用V型圈密封件（圖23），使其
唇口對準(zhǔn)壓力較低的一側(cè)。
在承受壓力的場合，徑向軸密封件應(yīng)軸向位于壓力低的一側(cè)
（圖25），以防止其被壓出軸承座外。如使用標(biāo)準(zhǔn)徑向軸密封件，為密封件提供額外的軸支撐可能會有幫助，因?yàn)檫@樣能防止密封件在壓力下過
度變形，還能防止相對面受到唇口的額外壓力。
另外，在承受壓力（無論壓力的作用方向）的情況下，適宜采用設(shè)計(jì)的機(jī)械密封件（圖26）。
密封件的選擇 - 可用空間
在很多情況下，可供安裝密封件的空間不足，不允許使用尺寸符合ISO2626194或DIN3670的標(biāo)準(zhǔn)徑向軸密封件。此時(shí)，必須使用特殊設(shè)計(jì)的徑
向軸密封件。也可使用放置在實(shí)際密封位置之外的V型圈密封件（圖29、圖31）。
如徑向或軸向空間有限，而且軸的直徑較大，則可使用HS設(shè)計(jì)的密封件（圖30）。
如能使用V型圈密封件，軸承配置就特別經(jīng)濟(jì)，而且V型圈也極易安裝。V型圈是軸向密封，唇口對相對面輕輕施壓，相對面可以是
靜止的機(jī)械部件，也可以是轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械部件。
密封件的選擇 - 安裝限制
在因?yàn)樵O(shè)計(jì)上的原因而無法通過軸端安裝密封件、或安裝有困難的應(yīng)用場合，適宜使用彈性V型圈密封件，或HS6、HS7和HS8設(shè)計(jì)
的對開式 徑向軸密封件。
此類徑向軸密封件完全采用彈性材料制造，無任何增強(qiáng)材料。因此安裝特別簡單。密封圈在軸上定位后，通過卡緊彈簧固定在一起，卡緊彈簧采
用螺紋連接器或控制線連接器或鉤眼相接合。它們應(yīng)借助端蓋，軸向固定在箱體軸孔內(nèi)，端蓋可以是單體式，也可以是對開式。
對開式HS徑向軸密封件適用于密封唇口邊緣處的圓周速度達(dá)到7,5或10米/秒的場合?？捎糜谳S直徑大約為170到4570毫米的場合。
V型圈密封件有彈性，可伸展。因此，安裝時(shí)可以套過其他零部件上。但是，如果更換V型圈時(shí)需要費(fèi)時(shí)去拆卸數(shù)個(gè)零部件，則在**安
裝時(shí)，*好在軸上多套上一兩個(gè)替換 V 型圈，以備將來更換。更換磨損的V型圈時(shí)，可以很容易地將它割斷后取下，再將更換用的密封
圈移到正確位置，整個(gè)過程既簡單又迅速。
密封件的選擇 - 配置
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。軸向夾式CT密封件只能用作水平軸上的次（輔助）密封件。
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周圍介質(zhì)，如外部的雨水或軸承側(cè)面的潤滑油。
V型圈密封件與軸的配合為過盈配合，并隨軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)。此類密封件具有拋油環(huán)功能，因此特別適合做垂直軸上的主密封件或次
密封件。
在轉(zhuǎn)速相對較低時(shí)，機(jī)械密封件可有效保持油脂，防止雜質(zhì)從垂直密封位置進(jìn)入。
徑向軸密封件與V型圈串聯(lián)配置，用于潛水泵等應(yīng)用場合，可達(dá)到高效率密封，起到額外保護(hù)的作用。
密封件的選擇 - 相對面設(shè)計(jì)
密封效率和密封件壽命在很大程度上受到下列因素的影響
– 表面光潔度和公差等級以及
– 密封唇口所運(yùn)行表面
的材料和硬度 ，以及
– 共軸性偏離值和
– 軸的側(cè)擺度。
表面過于光滑，可導(dǎo)致唇口/接觸面缺少潤滑，但表面過于粗糙，則會磨損唇口。同時(shí)，表面應(yīng)無加工紋路（方向性，對著或背著密封唇口的斜向
溝槽），因?yàn)?，根?jù)轉(zhuǎn)動(dòng)的方向，這類紋路會引起泄漏。
偏離真正的共軸性以及軸與箱體軸孔的不對心，可導(dǎo)致徑向軸密封件的唇口受力不均。 唇口的一部分圓周會卸載，從而減小它對軸的壓力，而唇
口圓周的其余部分將承受更重的負(fù)荷，唇口隨軸轉(zhuǎn)動(dòng)的路徑寬度將增大。
軸的側(cè)擺度應(yīng)保持在有限的范圍之內(nèi)，特別是在高轉(zhuǎn)速下，否則，不管唇口的撓度如何，都將無法跟上軸的轉(zhuǎn)動(dòng)。 結(jié)果會在唇口和軸之間形成間
隙，喪失密封效率。
與徑向軸密封件相比，V 型圈密封件和軸向夾式密封件不受正常共軸性偏差或側(cè)擺度的影響。
密封件的選擇 - 軸向移動(dòng)
軸相對于箱體軸孔的軸向移動(dòng)不會損及徑向軸密封件的密封性能，但前提是與唇口接觸的整個(gè)表面具有同樣的硬度和表面光潔度。
V型圈密封件和軸向夾式密封件所能承受的軸向移動(dòng)量受到密封件與其相對面的允許位移的限制。
對于發(fā)生純軸向運(yùn)動(dòng)的密封位置，如活塞桿或柱塞，可使用帶一個(gè)金屬密封唇口和一個(gè)丁腈橡膠密封唇口的壓力密封件；有關(guān)信息承索提供。
密封件的選擇 - 耐磨性
密封件的耐磨性在很大程度上取決于制造密封唇口的材料，同時(shí)受其相對面的表面光潔度、潤滑類型、圓周速度、溫度和壓差的影響。
采用不同材料制造的密封唇口的耐磨性比較，見圖解3。該圖解適用于在相同條件下運(yùn)行、大小相同的密封件。
雖然，比起丁腈橡膠密封件，使用耐磨的材料氟橡膠或PTFE制造的 密封件的初始成本較高，但由于減少了維護(hù)工作和停運(yùn)檢修時(shí)間，
總成本可能反而較低。
有關(guān)材料特性，詳見“材料”一節(jié)。
密封件的選擇 - 耐化學(xué)性
密封件材料的耐化學(xué)性是選擇密封件時(shí)需要考慮的重要因素。材料的特性由其聚合物基決定，并受溫度、介質(zhì)和壓差的影響。
由于各個(gè)因素之間的關(guān)系很復(fù)雜，所以，有關(guān)具體材料的耐化學(xué)性，很難給出通用的數(shù)據(jù)。“耐化學(xué)性”題下所提供的信息只能作為大致的指南。
密封件材料的選擇
密封件的選擇 - 選擇指南
選擇指南概括介紹了各種密封件及其設(shè)計(jì)特點(diǎn)以及對各種工作條件的適用性。 指南中不可能包括所有的不同設(shè)計(jì)；只能選取有代表性的設(shè)計(jì)。指
南中介紹的不同設(shè)計(jì)以及密封件的詳細(xì)信息，可在表格前的介紹中找到。為了行文簡潔和節(jié)省篇幅，指南中只用了少量符號，因此，無法**區(qū)
分各種不同類型的密封件
