關(guān)于旋轉(zhuǎn)軸密封（油封）常見問題的解答
2023-11-28
來源：泵沙龍
（版權(quán)歸原作者或機(jī)構(gòu)所有）
旋轉(zhuǎn)軸密封幾乎可以在日常生活的各個(gè)方面找到 - 家用電器、汽車、卡車以及各個(gè)行業(yè)。雖然通常被視為商品，但它們的故障可能導(dǎo)致代價(jià)高昂的停機(jī)時(shí)間和生產(chǎn)力損失。盡管它們?cè)跓o數(shù)應(yīng)用中使用，但許多人仍然對(duì)如何使用它們有基本問題。以下是一些常見問題。
1. 什么是固定板（蓋板），為什么需要全橡膠剖分式密封？
蓋板是一塊金屬或其它硬質(zhì)材料，在油封放入箱體內(nèi)孔后安裝。蓋板推動(dòng)油封的背面并將其壓縮到箱體中。全橡膠剖分式密封（All-rubber split seals）都需要蓋板，因?yàn)檫@種樣式的密封沒有外部加強(qiáng)件來幫助保持密封，因此需要在箱體內(nèi)部進(jìn)行壓縮，以確保佳的密封性能。
2. 安裝油封時(shí)，唇口應(yīng)朝哪個(gè)方向？
單唇密封是單向的，只能在一個(gè)方向上密封。主密封唇應(yīng)始終朝向或指向需要密封的介質(zhì)。被密封的介質(zhì)通常是油脂或潤滑油，但也可能是需要留在儲(chǔ)罐內(nèi)的化學(xué)介質(zhì)。如果密封用作隔離并防止污染，則密封唇口應(yīng)面向污染物，這可能是污垢和灰塵或化學(xué)清洗劑。有時(shí)密封將具有一個(gè)輔助唇或兩個(gè)相對(duì)的唇，以防止污垢或污染物遠(yuǎn)離軸承系統(tǒng)和/或被密封的介質(zhì)。
3. 應(yīng)該為油封選擇哪種橡膠材料？
正確的材料選擇對(duì)于良好的密封性能至關(guān)重要。影響彈性體選擇的因素之一是應(yīng)用溫度。在許多具有溫和運(yùn)行工況的密封應(yīng)用中，使用的常見橡膠是丁腈橡膠 NBR，其額定使用溫度通常高達(dá) 200 °F（100 °C）。丁腈橡膠成本低，耐磨性好，但如果在較高的溫度下使用，會(huì)硬化和/或開裂。在高于 200 °F 的溫度下，有些人選擇羧化或氫化丁腈 HNBR，通常額定使用溫度高達(dá) 300 °F（150 °C）。在更高溫度下使用的另一種彈性體是氟橡膠FKM，其額定使用溫度高達(dá)400 °F（200 °C）。然而，為了獲得更高的耐溫能力，這些材料的成本將高于標(biāo)準(zhǔn)丁腈。
除了考慮溫度因素外，一些應(yīng)用還包含化學(xué)介質(zhì)，可能需要更相容的材料，如氟橡膠FKM甚至聚四氟乙烯PTFE，這些材料可能不受許多化學(xué)品的影響。需要注意的是，PTFE唇部材料更接近塑料而不是彈性體，將有不同的應(yīng)用考慮因素。
4. 如果應(yīng)用需要符合FDA要求，應(yīng)該使用哪種唇形密封材料？
食品和飲料行業(yè)通常需要符合 FDA 標(biāo)準(zhǔn)的密封件。這意味著唇部和箱體材料必須符合 FDA 的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。一些符合 FDA 標(biāo)準(zhǔn)的可用唇部材料包括 FDA 硅膠、FDA 氟橡膠和一些 PTFE 配方，僅舉幾個(gè)例子。如果密封有金屬外殼，F(xiàn)DA合規(guī)性要求使用316SS。此外，食品和飲料應(yīng)用中的許多設(shè)備在使用時(shí)都需要清潔或蒸煮。密封必須能夠承受與這些流程相關(guān)的清潔用化學(xué)品和高溫。
5. 對(duì)于苛刻化學(xué)品的應(yīng)用，建議使用哪種唇形密封材料或設(shè)計(jì)？
根據(jù)應(yīng)用的不同，一些暴露于化學(xué)介質(zhì)的應(yīng)用可能需要PTFE唇形密封，該密封將與廣泛的化學(xué)品兼容。此外，一些PTFE唇形密封設(shè)計(jì)可以承受標(biāo)準(zhǔn)彈性體密封無法承受的高壓和干運(yùn)行工況。PTFE密封可以有金屬外殼也可以沒有金屬外殼，并且可以安裝在與傳統(tǒng)油封相同的凹槽中。
6. 應(yīng)該選擇金屬外殼還是橡膠外徑（OD）的密封件？
帶有金屬外殼的密封通常具有的外徑干涉，或保持在箱體內(nèi)的能力。這種極其緊密配合的代價(jià)是，安裝金屬外殼密封時(shí)可能會(huì)發(fā)生箱體損壞。一些用戶更喜歡橡膠外徑密封，因?yàn)樗诎惭b過程中不會(huì)劃傷或損壞箱體。改用橡膠外徑密封，也可以更好地靜態(tài)密封以前由金屬外殼密封引起的箱體損壞。另一個(gè)考慮因素是標(biāo)準(zhǔn)鋼制金屬外殼可能會(huì)隨著時(shí)間的推移而氧化或生銹。對(duì)于全橡膠或金屬封裝的橡膠外徑密封，這就不是問題。
7. 從設(shè)備上拆下?lián)p壞的油封時(shí)，如何知道需要什么尺寸的油封？
更換失效的油封時(shí)，請(qǐng)勿通過測(cè)量使用過的油封來確定尺寸，因?yàn)樗鼤?huì)給出錯(cuò)誤的測(cè)量結(jié)果。除了不同制造商使用不同的設(shè)計(jì)干涉之外，使用過的和磨損的油封在拆卸過程中經(jīng)常會(huì)損壞。制造商設(shè)計(jì)適合用戶設(shè)備的油封，因此用戶需要做的就是向密封制造商提供設(shè)備的軸直徑、孔徑和孔深。此外，請(qǐng)檢查密封上的標(biāo)記，因?yàn)橛行┯头鈺?huì)顯示所需的設(shè)備尺寸。
8. 如何測(cè)量油封的尺寸？
在大多數(shù)情況下，用戶不需要測(cè)量油封。為了正確確定油封的尺寸，用戶只需知道設(shè)備的軸直徑、孔徑和孔深。
不過，如果用戶試圖驗(yàn)證其制造尺寸，可能需要測(cè)量油封。油封上重要的尺寸是內(nèi)徑ID、外徑OD和寬度/高度。密封的ID不是直接測(cè)量的，因?yàn)槿绻焕旎蚋淖兇讲?，很難測(cè)量。密封的外徑用一種叫做pi tape的特殊設(shè)備進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量。pi tape可以考慮密封的任何不圓的情況，而卡尺可能不會(huì)。密封的寬度或高度、厚度好用卡尺測(cè)量，并應(yīng)在整個(gè)直徑外圓不同位置進(jìn)行幾次測(cè)量。
9. 油封厚度重要嗎？
只要油封與軸和孔徑正確匹配，且密封厚度差異不大，通常影響不是很明顯。如果密封的厚度大于實(shí)際的孔深，則唯一的潛在問題可能是干擾周圍設(shè)備。相反，如果密封厚度小于實(shí)際孔深，這通常不是問題，除非密封是由固定器或蓋板壓縮的全橡膠樣式。在這種情況下，佳的做法是用墊圈墊片占用孔座內(nèi)的額外空間，以確保蓋板正確壓縮密封。
10. 油封中使用彈簧的目的是什么？
彈簧在密封圓周周圍提供載荷，并使密封唇緊貼軸的表面。一些密封設(shè)計(jì)使用環(huán)狀螺旋彈簧設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)在軸周圍的所有位置施加壓力。其它密封類型采用指形彈簧設(shè)計(jì)，僅在需要的區(qū)域提供獨(dú)立的手指動(dòng)作。環(huán)狀螺旋彈簧可能會(huì)發(fā)生彈簧傾倒，因?yàn)樗鼈兺ǔ７旁谂c密封唇部斷開的模制凹槽內(nèi)。例如，如果彈簧在安裝過程中脫落，則可能會(huì)在啟動(dòng)時(shí)進(jìn)入設(shè)備，通常會(huì)對(duì)昂貴的軸承和其它設(shè)備造成嚴(yán)重?fù)p壞。然而，指形彈簧設(shè)計(jì)通常是模制或機(jī)械連接到密封的，因此彈簧不會(huì)脫落或損壞設(shè)備。
11. 油封可以使用多長時(shí)間？
由于運(yùn)行工況未知，并且它們差異很大，因此很難在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備上確定密封壽命。此外，實(shí)際工程應(yīng)用通常并不理想（如清潔的實(shí)驗(yàn)室型環(huán)境、完全潤滑、低速、環(huán)境溫度、無壓力、無錯(cuò)位或跳動(dòng)、不接觸化學(xué)品或固體、正確尺寸的組件等），這些因素會(huì)大大改變密封壽命。
12. 更換油封時(shí)，發(fā)現(xiàn)在唇口下方的軸上有凹槽，是什么原因造成的？該怎么辦？
當(dāng)軸上出現(xiàn)凹槽時(shí)，這通常是由于軸硬度和/或光潔度不符合30洛氏硬度C和10至20微英寸Ra的工業(yè)建議。然而，如果應(yīng)用中有污垢或污染，唇緣材料本身不會(huì)導(dǎo)致軸開槽。如果軸太軟，粘在油封唇緣部位的顆粒可能會(huì)將軸磨損出劃痕或凹槽。不建議在軸的凹槽上安裝新油封，因?yàn)檫@可能會(huì)導(dǎo)致泄漏。可以在凹槽增加一軸套，或新的密封唇口偏移一個(gè)位置安裝，使其接觸無凹槽或劃痕的表面。
13. 在安裝過程中，是否應(yīng)該將剖分式密封的末端重新粘合在一起嗎？
如果剖分式密封需要一個(gè)環(huán)狀螺旋彈簧，通常會(huì)有一個(gè)鉤子或螺釘附件將兩個(gè)開口端拉在一起。其它一些帶有指形彈簧的剖分式密封設(shè)計(jì)通過密封外徑和機(jī)加工孔座之間的過盈（或壓配合）緊密地固定在一起。無論哪種情況，通常都不建議將密封的開口端重新粘合在一起，因?yàn)楹茈y使唇口正確對(duì)齊。此外，粘合劑和唇部彈性體的化學(xué)相容性也需要測(cè)試。
作者簡(jiǎn)介：Karyn Stratton是Garlock的高級(jí)應(yīng)用工程師。
