浮球控制及浮动油封结构用途与工作原理-安徽皖金泵阀制造有限公司
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浮球控制及浮动油封结构用途与工作原理

文章出处:wjbf     发布时间 :2018-10-6 10:04:17     浏览量:139

浮动油封的工作原理

    浮动油封的结构一般由一对耐磨的金属环——浮封环和一对橡胶圈组成,装配在专用密封腔体——浮封座内使用。浮封环是动密封的主体元件,相互对合并相对旋转摩擦。橡胶圈装配与浮封环背部与浮封座之间,将浮封环精确定位在浮封座内。橡胶圈不仅为辅助静密封元件,而且对浮封环产生轴向和径向的作用力。径向作用力起到向浮封环传递扭矩的作用,轴向作用力对浮封环提供必须的密封补偿力,由于其弹性补偿范围大,可以忽略一定的装配误差,在设备发生振动、窜动、摆动时,能保持金属环密封面的有效贴合,达到浮动密封的效果。


浮动油封的常见设计结构及用途
  浮动油封常见的设计结构有 A 型和 B 型,以及其它特殊设计。
A 型浮动油封应用广泛,各种工程机械行走机构的驱动轮、导向轮、支重轮、链托轮、以及车轮轮毂、减速机、螺杆输送机构等旋转密封处都可以使用。它由一对锥形浮封环和一对 O 型圈组成,装配在内腔也呈锥面的浮封座里。浮动油封压紧时,根据安装间隙 A的不同,O 型圈压缩量随之变化,浮封环密封面的接触比压也相应变化,以适应不同密封环境的需要。浮封环背部锥面角度一般为 15°或 20°设计,针对不同使用需要也有 8°或其他角度的设计。15°或 20°的设计可以使浮封环密封面获得较大的接触比压,以应对较高的内部操作压力以及阻止外界污染物侵入。8°的设计可以使浮封环密封面获得比较均匀的接触比压,适应于存在外部压力及振动的工况。与浮封环对应,浮封座内腔锥面角度一般为 10°设计,也有 12°、15°等其他角度的设计。合理的设计可以使装配好的浮动油封在保证要求的安装间隙 A 的条件下,浮封环密封面接触比压达到 0.4~0.6MPa 之间,适用与大多数场合的应用。并且过大的接触比压达,会导致浮封环密封面过度发热并烧伤,甚至烧坏与之接触的橡胶 O 型圈。为保证压缩的橡胶 O 型圈能传递足够的扭矩而不打滑,需要浮封环的背锥面与浮封座的内锥面有较大的表面粗糙度,一般要求达到 Ra6.3~12.5μm。A 型浮动油封的浮封座有时因为难于加工,可以使用配套的成型座套。

B 型浮动油封是针对高负载设备设计的,常用于各种重型采矿设备易发生较大振窜、冲击的部位,如采煤设备摇臂、链轮、减速机等。它由一对截面为 L 形的浮封环和一对胶圈(橡胶碟形弹簧)组成,装配在 L 形浮封座内,原理与 A 型相似。由于胶圈的变形能力大于 O 型圈,因此可以提供更大的浮动范围。另外 L 形浮封座也易于加工,B 型浮动油封的装配也较为方便。其它特殊设计的浮动油封原理也基本与 A 型相同,只是针对不同用途而专门设计。


浮动油封的常见材料及主要工艺
浮动油封浮封环的金属材料主要有以轴承钢为代表的碳素钢、铸铁、镍铬合金铸铁、高铬钼合金、钨铬钴合金硬质合金铸铁、镍基合金等等。适当增加铬、钼、镍等元素可有效提高合金的强度、耐磨性能与耐腐蚀性能,但同时也增加了原料的成本。可以根据现场实际使用设备的温度、转速、腐蚀情况、维护要求选择合适的材料。
    常用的原料制作工艺主要有锻造和铸造两种,也有采取粉末热锻进行制造的。其中锻造有模锻、碾锻等,一般用来制造轴承钢等碳素合金结构钢原料,速度快成本低。铸造常用熔模铸造、壳型铸造、压力铸造等方法。
     浮封环密封面表面硬度要求较高,一般达到 HRC58 以上,可到 HRC72。浮封环密封面表面粗糙度对耐磨能力有很大影响,一般要求≤Ra0.2μm。可采用平面或球面研磨达到。后来的研究表明在边界润滑条件下,表面细微织构能够为润滑油提供存储空间,更有利于密封面油膜的形成,起到减磨效果。因此铸造和粉末热锻生产出的材料本身具有均匀分散的微孔结构,适用较高的线速度,拥有较长的使用寿命。也有采用电化学腐蚀钝化等其他工艺制造表面细微织构,以达到延长浮封环使用寿命的目的。浮动油封不同材质不同硬度的橡胶圈,其物理化学性能都不同,需要根据应用场合的温度、密封介质、环境腐蚀情况以及设备运行工况进行选择。大多数场合可以使用丁腈橡胶、也可以选择低温丁腈橡胶、氟橡胶、氢化丁腈橡胶、硅橡胶等。硬度与橡胶材质的物理性能有密切关系,一般硬度越高的材料,弹性模量越大、抗拉强度越大、拉断伸长率越小。常选择 ShoreA50~70 这类硬度较低的橡胶材料,便于安装调整准确,可以获得较好的浮动性能。为使金属材料达到较高硬度,提高耐磨的性能,对于多数材料,浮封环还需要进行整体淬火硬化处理或密封面表面硬化处理。表面硬化处理一般采用感应淬火、另外也有氮化、或等离子弧粉末喷焊、激光淬火等。相比整体淬火,表面硬化处理可以使金属环热变形量小。