旋转轴唇型密封圈唇口磨损原因与改进

2014-11-14

崔长安
(莱芜钢铁集团有限公司特钢事业部,山东莱芜 271105)
  摘 要:影响旋转轴唇型密封圈唇口磨损的主要因素是装配、轴的表面粗糙度、轴的偏心量和密封圈材质等,通过更换密封圈时用护套,控制轴的表面粗糙度,尽量减少轴偏心量,选用氟橡胶作为密封圈的材料等改进措施,减少了机器的内漏、外漏及穿漏,降低了维修费用。
  关键词:唇口磨损;老化;偏心量;表面粗糙度;氟橡胶
  1 前言
  旋转轴唇型密封圈旋转后与轴在油膜的积压和弹簧箍紧的作用下将间隙自动追随补偿,密封效果较好,而且体积小,安装方便,在机床、液压及泵类设备上广泛应用,典型的是在空心钻床的主轴上以及粗活塞杆与细活塞杆上的应用。旋转轴唇型密封圈因使用、加工、维修不当等,易造成唇口磨损,使密封失效。
  2 密封圈唇口磨损的影响分析及改进
  唇形密封圈的结构见图1。
  2.1装配过程
  装配时密封圈通过键槽、退刀槽等带尖角的部位,易被这些部位划伤,轴端倒角不合适或装配时用力过大,会使密封圈唇部翻转弹簧脱落,丧失密封能力。装配不良是密封圈磨损的主要原因。
  更换密封圈时,要用护套引导唇口向前滑动到密封位置,以保护唇口不被划伤;对倒角等用细砂纸修磨,向内推动密封圈时用力均匀并适当加润滑油,轻推缓进,使唇口不被翻转。
  2.2轴的表面粗糙度
  轴的表面粗糙度值太大,轴面易粘附铁屑、灰尘等颗粒,侵入密封圈唇口与轴摩擦,磨损唇口导致泄露。轴的表面粗糙度值太小,轴表面过于光滑,润滑油难以形成油膜或保持,会使唇口与轴干摩擦,造成密封圈损坏。因此,过大或过小的粗糙度均会引起工作时密封件的磨损,重载时较明显。
  在加工旋转轴时,轴的表面粗糙度控制在Ra0.4~1.6μm,表面硬度HRC32~42,增加旋转轴镀铬工艺。旋转轴镀铬,可使表面具有很高的硬度及表面粗糙度,有较好的耐热性。在500℃以下使用后,光泽性、硬度均无明显变化。镀铬层的摩擦系数小,特别是干摩擦系数,在所有的金属中是Z低的,且具有很好的耐磨性。唇口与镀铬轴良好配合可有效降低磨损,提高唇型密封圈的使用寿命。
  2.3轴的偏心量
  轴的偏心量大小是旋转轴唇型密封圈的重要指标。当偏心量大于规定值时,轴在运动时产生振动。随着轴的转速的提高,振动相应增加,使唇型密封圈受到冲击与不正常的积压,造成唇口磨损。
  维修发现,轴的转速与其Z大偏心量成反比,转速越高轴偏心量越小,转速低则轴偏心量大。
  2.4密封圈材质
  由于旋转轴唇型密封圈的材料一般为丁腈橡胶(NBR),耐油性、耐磨性、耐水性较好,但随着温度升高,不耐挠屈及抗撕裂性明显降低。因此,随着系统压力、油温、冲击等增大,旋转轴唇型密封圈的唇边就在液压缸内产生撕裂、卷皮,直至失效。
  为此,选择综合性能较好的氟橡胶(FKM)作为旋转轴唇型密封圈的材料,其耐高温、耐低温性、回弹性、扯断强度、增强伸长率都较好,使用温度范围为-70~200℃,可有效提高密封件的使用寿命。
  3 结语
  莱钢通过对多台机床的旋转轴唇型密封圈的改进,减少了设备的内漏、外漏及穿漏,同时提高机器的机械效率,减少摩擦损失,降低了维修费用10余万元,减少了对车间环境的污染。

来源:《山东冶金》2013年6月