關于旋轉軸密封（油封）常見問題的解答
2023-11-28
來源：泵沙龍
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旋轉軸密封幾乎可以在日常生活的各個方面找到 - 家用電器、汽車、卡車以及各個行業。雖然通常被視為商品，但它們的故障可能導致代價高昂的停機時間和生產力損失。盡管它們在無數應用中使用，但許多人仍然對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材料，在油封放入箱體內孔后安裝。蓋板推動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，因為這種樣式的密封沒有外部加強件來幫助保持密封，因此需要在箱體內部進行壓縮，以確保佳的密封性能。
2. 安裝油封時，唇口應朝哪個方向？
單唇密封是單向的，只能在一個方向上密封。主密封唇應始終朝向或指向需要密封的介質。被密封的介質通常是油脂或潤滑油，但也可能是需要留在儲罐內的化學介質。如果密封用作隔離并防止污染，則密封唇口應面向污染物，這可能是污垢和灰塵或化學清洗劑。有時密封將具有一個輔助唇或兩個相對的唇，以防止污垢或污染物遠離軸承系統和/或被密封的介質。
3. 應該為油封選擇哪種橡膠材料？
正確的材料選擇對于良好的密封性能至關重要。影響彈性體選擇的因素之一是應用溫度。在許多具有溫和運行工況的密封應用中，使用的常見橡膠是丁腈橡膠 NBR，其額定使用溫度通常高達 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 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準丁腈。
除了考慮溫度因素外，一些應用還包含化學介質，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，將有不同的應用考慮因素。
4. 如果應用需要符合FDA要求，應該使用哪種唇形密封材料？
食品和飲料行業通常需要符合 FDA 標準的密封件。這意味著唇部和箱體材料必須符合 FDA 的衛生標準。一些符合 FDA 標準的可用唇部材料包括 FDA 硅膠、FDA 氟橡膠和一些 PTFE 配方，僅舉幾個例子。如果密封有金屬外殼，FDA合規性要求使用316SS。此外，食品和飲料應用中的許多設備在使用時都需要清潔或蒸煮。密封必須能夠承受與這些流程相關的清潔用化學品和高溫。
5. 對于苛刻化學品的應用，建議使用哪種唇形密封材料或設計？
根據應用的不同，一些暴露于化學介質的應用可能需要PTFE唇形密封，該密封將與廣泛的化學品兼容。此外，一些PTFE唇形密封設計可以承受標準彈性體密封無法承受的高壓和干運行工況。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油封相同的凹槽中。
6. 應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，或保持在箱體內的能力。這種極其緊密配合的代價是，安裝金屬外殼密封時可能會發生箱體損壞。一些用戶更喜歡橡膠外徑密封，因為它在安裝過程中不會劃傷或損壞箱體。改用橡膠外徑密封，也可以更好地靜態密封以前由金屬外殼密封引起的箱體損壞。另一個考慮因素是標準鋼制金屬外殼可能會隨著時間的推移而氧化或生銹。對于全橡膠或金屬封裝的橡膠外徑密封，這就不是問題。
7. 從設備上拆下損壞的油封時，如何知道需要什么尺寸的油封？
更換失效的油封時，請勿通過測量使用過的油封來確定尺寸，因為它會給出錯誤的測量結果。除了不同制造商使用不同的設計干涉之外，使用過的和磨損的油封在拆卸過程中經常會損壞。制造商設計適合用戶設備的油封，因此用戶需要做的就是向密封制造商提供設備的軸直徑、孔徑和孔深。此外，請檢查密封上的標記，因為有些油封會顯示所需的設備尺寸。
8. 如何測量油封的尺寸？
在大多數情況下，用戶不需要測量油封。為了正確確定油封的尺寸，用戶只需知道設備的軸直徑、孔徑和孔深。
不過，如果用戶試圖驗證其制造尺寸，可能需要測量油封。油封上重要的尺寸是內徑ID、外徑OD和寬度/高度。密封的ID不是直接測量的，因為如果不拉伸或改變唇部，很難測量。密封的外徑用一種叫做pi tape的特殊設備進行準確的測量。pi tape可以考慮密封的任何不圓的情況，而卡尺可能不會。密封的寬度或高度、厚度好用卡尺測量，并應在整個直徑外圓不同位置進行幾次測量。
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際的孔深，則唯一的潛在問題可能是干擾周圍設備。相反，如果密封厚度小于實際孔深，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。一些密封設計使用環狀螺旋彈簧設計，該設計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計，僅在需要的區域提供獨立的手指動作。環狀螺旋彈簧可能會發生彈簧傾倒，因為它們通常放在與密封唇部斷開的模制凹槽內。例如，如果彈簧在安裝過程中脫落，則可能會在啟動時進入設備，通常會對昂貴的軸承和其它設備造成嚴重損壞。然而，指形彈簧設計通常是模制或機械連接到密封的，因此彈簧不會脫落或損壞設備。
11. 油封可以使用多長時間？
由于運行工況未知，并且它們差異很大，因此很難在現場設備上確定密封壽命。此外，實際工程應用通常并不理想（如清潔的實驗室型環境、完全潤滑、低速、環境溫度、無壓力、無錯位或跳動、不接觸化學品或固體、正確尺寸的組件等），這些因素會大大改變密封壽命。
12. 更換油封時，發現在唇口下方的軸上有凹槽，是什么原因造成的？該怎么辦？
當軸上出現凹槽時，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的工業建議。然而，如果應用中有污垢或污染，唇緣材料本身不會導致軸開槽。如果軸太軟，粘在油封唇緣部位的顆粒可能會將軸磨損出劃痕或凹槽。不建議在軸的凹槽上安裝新油封，因為這可能會導致泄漏。可以在凹槽增加一軸套，或新的密封唇口偏移一個位置安裝，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環狀螺旋彈簧，通常會有一個鉤子或螺釘附件將兩個開口端拉在一起。其它一些帶有指形彈簧的剖分式密封設計通過密封外徑和機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，因為很難使唇口正確對齊。此外，粘合劑和唇部彈性體的化學相容性也需要測試。
作者簡介：Karyn Stratton是Garlock的高級應用工程師。
