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            耐腐蚀轴承密封的结构改进
            添加:2021-9-23 9:44:46    游览:143    来源:网络

              摘 要:依据耐腐蚀轴承的使用要求,并结合密封圈的设计原理的思路以及防腐材料的应用,对耐腐蚀轴承密封件进行结构上一种新型设计,该结构满足了酸碱性环境下,轴承在使用过程中所有性能稳定。

              关键词:耐腐蚀轴承;密封件;设计

              轴承的密封性能是影响轴承质量的重要因素,轴承的密封性能主要体现在轴承的漏脂、防尘、温升等方面。轴承在不同的用途下对密封性能的要求也不同,在特殊使用环境下即在酸性、碱性或盐性等腐蚀环境下以及有限的空间下,此环境对轴承的各个部件的材料以及结构都有严格的要求,轴承在运转过程轴承会出现外部气体及液体的侵入轴承内部,或者是油脂的外漏,轴承密封性能达不到使用要求,破坏轴承内部的正常运转环境,从而影响了轴承的润滑性能的早期失效,甚至破坏了滚道表面和滚动体的精度,加大轴承摩擦和温升,严重影响轴承动态性能。为了满足环境要求,寿命要求,精度要求,转速要求等等性能指标,对这种耐腐蚀轴承的接触式密封进行了结构改进。

              1 常规接触式密封结构类型及材料

              常规轴承的接触式密封,一般只有橡胶密封圈及其辅助零件。橡胶密封圈唇口是以一定的贴合力和轴承旋转部位过盈接触,从而起到良好的防尘密封效果。常规接触式密封结构如图 1 示所示。

            图 1 常规接触式密封类型

              密封件的常用材料有丁腈橡胶、氟橡胶、氢化丁腈橡胶和丙烯酸酯橡胶等材料,对使用于这种酸性碱性等苛刻环境这些材料都不是最佳的选择。

              2 改进后的密封结构

              密封结构的设计:依据轴承的使用工况(承载、环境、转速、温度等),多种材料方案的综合考量,以及密封的加工工艺的实现,最终确定密封件的改进结构(如下图 2 所示)。此密封结构由密封圈和密封辅助零件(钢加工件)组成。密封圈材料物理性能符合使用要求,具备一定的硬度和弹性,与密封辅助零件粘接牢固,结构形状和精度符合轴承使用工况的要求。

            图 2 改进后的密封结构

              密封件材料的选取:密封圈采用聚四氟乙烯材料简称“PTFE”, 此材料具有耐高低温性、耐化学腐蚀性、绝缘性等较高,以及由于摩擦系数极低,所以自润滑性能较好,是使用酸盐性环境的最佳材料。密封件的辅助零件材料采用不锈钢材料 06Cr17 Ni12Mo2,此材料为不锈钢材料,耐腐蚀性能好,主要用作耐点蚀材料,也非常适合于这种酸碱性环境。

              密封件的加工工艺:密封圈材料聚四氟乙烯成型后,粘贴在钢加工件密封槽中。密封的形状为“L”形,最初密封成型件为片状圆形,用一定外径尺寸的圆柱体来实现最终“L”形的定型,此种定型方式维持至密封件安装前(如下图3 所示)。

            图 3 密封件“L”形的定型

              常规的轴承密封件辅助零件即骨架的材料为板材,由于聚四氟乙烯成形过程中,与板材的贴合性较差,所以密封件的辅助零件采用钢加工件,虽然钢加工没有板材模具的冲压的加工效率高,但是钢加工件的刚性好,尺寸和形位精度高,尺寸稳定性好,特别是适合密封件与外圈牙口的配合为过盈配合(如下图 4 所示),极大地提高了轴承密封性能,有效地防止密封件与外圈的相对运动而出现的密封打滑现象。

            图 4 密封件的装配图

              密封件的安装:改进后密封件的安装,因密封件的辅助件是加工件,壁厚,无弹性,需要压力机和压装磨具来实现正确的安装位置,此安装方式没有手工安装的便捷、高效,但是这种结构不易脱落,刚性好,不易变形,稳定性好。

              3 结束语

              经实验和实际使用证明,采用这种结构改进的密封件,在满足轴承使用的酸碱环境的条件下,轴承质量可靠,性能稳定,无密封脱落现象,完全满足用户的使用要求。

              参考文献:

              [1]刘泽九.滚动轴承应用手册[M].北京:机械工业出版社,2013.

              [2]范雨晴,马莹,姜韶峰,等.高精密轴承常用保持架材料[J].轴承,2010.

              [3]钱亚明,章宝明.中小型深沟球轴承密封技术设计[J].中国设备工程:中国设备管理协会,2017.

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