立式座外球面带座轴承密封：唇式与迷宫式

立式座外球面带座轴承是各种工业设备中不可或缺的部件，可为旋转轴提供强有力的支撑。然而，轴承的效率在很大程度上依赖于密封件。

密封件是关键的屏障。它们可以防止污染、保持润滑并维护轴承组件的运行完整性。轴承密封件的类型因用途不同而有很大差异。

在本博文中，我们将重点介绍两种主要类型的枕式带座轴承密封--唇形密封和迷宫密封。

了解枕式带座轴承中的唇形密封

什么是唇形密封？

唇形密封件是一种接触密封件，专门设计用于动态轴密封应用。

图 1 接触密封

这些环形弹性部件的内周带有凹口，通过与轴建立直接摩擦接触来工作。

这种相互作用可在唇缘和轴之间保持一层薄薄的润滑剂。这层润滑油对于实现有效密封非常重要。

它们通常具有一个金属壳体和一个弹性密封唇。许多设计还增加了一个吊带弹簧，以确保接触压力的一致性。

唇形密封件的类型

• 单唇密封件

成本效益高，是轻载应用（如输送机惰轮）的理想选择。

图 2 单唇密封件

• 双唇密封件

主唇确保防漏，副唇提供防尘保护（如农业轴承）。

图 3 双唇密封

• 三唇密封

适用于极端污染情况（如采矿机械）。

图 4 三唇密封件

常用的唇形密封件材料

枕式带座轴承的唇形密封件由弹性材料制成。即使在高温高压下，它们也能保持可靠。

丁腈橡胶（Buna-N）：

• 对石油、水、燃料、润滑脂和液压油具有良好的耐受性。

温度范围：

• • 连续：-40°C 至 100°C
  • 间歇式：最高 120°C <72 小时
  • 避免在低于 -20°C 的温度下动态使用

氟橡胶（FKM/氟橡胶）：

• 更好的耐化学性（如汽油、传动液）
• 适用于苛刻的工业环境

温度范围：

• 连续运行：-20°C 至 +200°C
• 峰值：+230°C（短期（<24 小时）
• 低温 FKM（如 Viton® GLT）：-40°C 至 +200°C
• 高温 FKM（如 Viton® Extreme™）：-15°C 至 +300°C

三元乙丙橡胶（EPDM）：

• 具有出色的耐大气暴露、耐臭氧和耐紫外线性能
• 是户外和高温使用的理想选择

其他专用材料

• 阿弗拉斯
• Simiriz
• 聚氨酯
• 聚丙烯酸酯
• 聚烯烃
• 羧基腈
• 氟硅氧烷
• HSN
• 硅树脂
• 氯丁橡胶

唇形密封件的优点

• 有效的密封功能：这些密封件可有效地将润滑剂保持在系统内部，同时阻挡污垢、灰尘和湿气等外部污染物。这种双重作用可保护重要的内部组件，尤其是滚动轴承。

• 初始成本低：它们的制造和购买成本通常很低，是一种经济高效的密封解决方案。

• 设计简单：其简单明了的设计便于安装和更换，有助于降低人工和维护成本。

• 紧凑的轴向空间：其最小的轴向占地面积可实现更高效、更小巧的机械设计，有利于空间受限的应用。

• 在中等条件和较低转速下性能可靠：在润滑充足的中低转速和温度应用中，它们的性能十分可靠。即使在较低的运行速度下，它们的接触设计也能确保有效、稳定的密封。

• 工作温度范围广：根据材料成分的不同，唇形密封件可在很宽的温度范围内有效工作。这种灵活性使其适用于各种环境条件。

唇形密封件的局限性

压力能力有限

仅适用于中低压差。高压会使柔性密封唇变形，导致立即泄漏或过早失效。

摩擦、热量和磨损

• 与旋转轴的持续接触不可避免地会造成摩擦磨损并产生热量。在以下三种主要情况下，这一问题会进一步恶化：润滑不足、磨损颗粒造成的污垢以及转速过高。

• 高速性能有限：高速运转会加剧摩擦和发热，加速磨损并影响密封完整性。

对轴况的敏感性

唇形密封件对轴的状况非常敏感，这直接影响到它们的寿命和效果。

不适当的表面光洁度、硬度不足、过度跳动或错位等问题都会损害密封件。

在某些情况下，长期使用甚至会导致密封件磨损或在轴上开槽，尤其是在润滑不良的情况下。

环境限制

• 温度敏感性：高温，无论是外部热量还是自身产生的摩擦，都会使密封件的弹性材料降解。这会导致密封件变硬、开裂或失去密封力。

• 对污染的敏感性：尽管唇形密封件的设计可以排除污染物，但它并不是不可战胜的。重物或研磨颗粒的不断进入会损坏密封唇或轴。这会影响密封件的效果，导致密封件早期失效。

唇形密封件如何表示？

除了 2RS 等行业标准名称外，一些制造商还有自己的特定密封件代码。详情请参见下表。

探索枕式带座轴承中的迷宫密封

什么是迷宫密封？

迷宫密封件是一种非接触式密封件，用于保护旋转设备中的轴承。它由两个非接触环组成，形成一个复杂的缠绕路径。

这种密封设计可有效限制灰尘、飞溅液体或颗粒物质等污染物的进入。

迷宫密封件的工作原理

• 利用离心力：当系统旋转时，微粒在离心力的作用下自然向外甩出。这会产生一种向外的径向力，主动将污染物推离密封件的中心。

图 5 离心力

• 向内推进的迷宫路径：密封件的内部设计迫使污染物径向向内移动以穿过密封件。这意味着微粒必须不断对抗向外的离心力。

• 间隙高度最小化：密封件间隙内极为紧密的间隙大大增加了流动阻力。这就削弱了微粒可能具有的动力，使其无法携带足够的能量穿过密封件。

材料

• 青铜
• 不锈钢
• 铝合金，例如 6061
• 铬镍铁合金 718
• 热塑性塑料：PI（聚酰胺-酰亚胺）、PTFE、PEEK

迷宫密封件的常见类型

图 6 CF 密封件

图 7 L 密封件

图 8 M 密封件

图 9 S 密封件

图 10 FA 密封件

迷宫密封的优点

• 真正的非接触式操作和零磨损：无物理接触消除了密封界面上的摩擦、磨损和发热。这是迷宫密封的基本独特优势，可直接带来后续效益。

• 卓越的高速和高温性能：由于没有摩擦或磨损，这些密封件是超高速应用的绝佳选择。它们还能在比接触式密封件温度高得多的环境中有效工作。

• 寿命长、维护少：由于没有磨损，它们的使用寿命通常与设备本身的使用寿命相当。这使它们成为一种终身解决方案，大大减少了维护工作，并避免了因更换而造成的昂贵停机时间。

• 恶劣环境下的长期可靠污染物排除：迷宫式密封件不会因接触而磨损，因此能长期保持高效。因此，即使在肮脏、多尘或磨损性环境中，迷宫密封件也能很好地阻隔空气中的颗粒和飞溅的液体。

• 无轴磨损：完全防止轴磨损或开槽，保持轴的完整性，避免昂贵的维修费用。

迷宫密封的局限性

• 无静态密封：当轴处于静止状态时，迷宫式密封件只能提供最低限度的密封。迷宫密封件的有效性依赖于动态旋转来限制流体流动，因此不适合静态流体保留。

• 有限的压力和液体密封：它们无法有效地密封较大的压力差，尤其是液体。它们的主要功能是限流，而不是绝对密封。这些密封件无法防止积存或汇集的液体流出。

• 对间隙和精度的敏感性：它们的效率高度依赖于精确、最小的操作间隙。由于制造公差、热膨胀或轴动态（跳动、错位）造成的偏差会大大降低密封效果。

• 易堵塞：复杂的通道容易被重金属或粘性颗粒污染物堵塞，从而降低性能或导致机械干扰。

• 初始成本较高：要达到有效运行所需的精度，通常需要复杂的加工和装配，因此初始制造和安装成本较高。

唇形密封 vs 迷宫密封

为您的枕式轴承选择合适的密封件是一个关键的决定。

迷宫密封是高速应用的理想选择，例如在电机和涡轮机中。在这些环境中，迷宫式密封的摩擦力小是一大优势。

另一方面，唇形密封件对于一般机械来说是更具成本效益的选择。它们具有出色的静态密封性能，最适合低速和中等污染的应用。

为您的枕式带座轴承选择正确的密封件

选择正确的密封件对轴承的使用寿命至关重要。

通过仔细考虑运行环境（包括速度、温度、压力和污染物的存在）以及唇式密封和迷宫式密封的具体优势和局限性，您可以确保获得最佳保护。

立即联系我们的技术团队，获取密封解决方案的专业指导。