旋转密封

rotary_seals.jpg


旋转密封的关注重点

旋转密封应用给密封件制造商带来了巨大的挑战。如果不充分考虑尽量减少摩擦,

摩擦产生的热量会很快超过材料所能承受的最高温度。设计旋转密封应用时需重点考虑以下问题:


散热

旋转密封最常见的失效模式是材料的热失效,减少热量产生的最有效方法是减少摩擦。这可以通过许多方式实现,可以参考下面图表的建议。


密封困难

密封容易

高轴速

低轴速

无润滑介质

有润滑介质

零件公差大

零件公差小

不合适的轴表面粗糙度

正确的轴表面粗糙度

隔热材料

导热材料

高温

低温

压力小于10psi或大于750psi

压力在10-750psi之间


配合公差

为了以最小的摩擦保持良好的密封,旋转应用要求配合部件的制造具有严格的公差。轴和孔应有±0.025mm或更好的公差。使用紧公差可以减少在最坏情况下的公差叠加中密封所需的压缩量。


截面尺寸的选择

当设计一个密封时,尽可能地选择最大的截面。横截面越大,密封效果越好,使用寿命越长。


转速

在有选择的情况下,尽量在轴的最小直径处进行密封,以减少摩擦和降低面速度。

在有润滑的液压系统中轴速有可能会达到900 FPM (274.3 米/分钟)。对于轴速小于20 FPM(15.2米/分钟)和大于900 FPM(274.3米/分钟)的应用,请与我们的工程部门联系以获得技术支持。


英尺/分钟(FPM)=

轴直径(英寸)x3.1415xRPM/12


米/分钟(m/min)=

轴直径(米)x3.1415xRPM

密封的润滑

由于与热相关的失效是最常见的旋转密封失效模式,因此密封润滑极其重要。随着摩擦的增加,导致了热量的产生,会造成密封寿命下降。尽管每一种应用场景都是不同的,但随着表面速度的增加,润滑变得越来越重要。同时需要考虑增加润滑压力来维持动密封界面有足够的润滑。这种压力至少需要10psi。当密封非润滑流体(牛奶、水、空气等)时,密封寿命将显著降低。


表面粗糙度和硬度

为减少摩擦,理想的轴表面粗糙度为Ra20-24µinch(0.5-0.6µm),来提高其维持润滑的能力; Ra20 ~ 32µinch(0.5 ~ 0.7µm)也是可接受的。表面粗糙度过于光滑会阻止润滑进入密封界面。安装槽的表面粗糙度推荐为Ra63-85µinch(1.6-2.1µm),以防止密封圈在槽内旋转。轴的最低硬度推荐为35 HRc。


外部压缩
在旋转密封应用中,Quad-Ring®星形密封圈的内径在未安装的自由状态下应该总是大于轴的外径。安装后,密封圈内径将被压缩到足够小,以提供密封所需的压缩。这将密封固定在沟槽中,并使动态密封界面发生在密封圈和轴之间,而不是密封和沟槽之间。


密封圈的偏摆

将凹槽设计在壳体上,将密封件向外压缩到凹槽中,尽可能的提高回旋系的同心度能大大的提高密封系的寿命。在旋转密封应用中,偏心的发生将造成类似泵的效果,而导致密封泄漏。


推荐材料

我们推荐使用我们的525LP和525L材料用于旋转密封应用。这些定制的丁腈橡胶配方提供了卓越的耐磨性,并与大多数液压油兼容。525LP通常用于300psi (20.7 bar)的压力,而525L是300-750 psi (20.7-51.7 bar)压力下的首选。


避免密封圈在安装时损坏

在安装过程中,密封圈很容易被损坏。例如,密封圈通常是通过在螺纹或花键表面滑动而插入到轴上的。为了避免密封圈损坏,请减小螺纹区域的轴直径。还包括增加密封圈的装配倒角,避免沟槽上的尖角。如果可能,可以考虑使用锥形安装工具来帮助安装密封圈。

 

需要帮助解决棘手的工程问题?
我们联系