En el camp del segellat d'eixos rotatius industrials, elsegell d'oli de doble llavi (amb un llavi de segellat principal energitzat per una molla de lliga, un llavi antipols secundari i una carcassa d'acer inoxidable) és una solució de segellat clàssica, fiable i àmpliament utilitzada. El seu disseny integra enginyosament múltiples elements clau per abordar els reptes de segellat en condicions de funcionament complexes. Aquest article proporciona una anàlisi en profunditat dels seus avantatges estructurals, les funcions dels components principals, la selecció de materials i les aplicacions típiques.
I. Avantatges estructurals i funcions dels components principals
- Carcassa d'acer inoxidable: la base rígida
- Funció:Actua com a "columna vertebral", proporcionant unaestructura de suport rígidaper garantir l'estabilitat dimensional general i la resistència a la deformació durant la instal·lació i l'ús.
- Avantatges:
- Alta resistència i rigidesa:Suporta les forces d'instal·lació, l'excentricitat de l'eix i la pressió del sistema, evitant la distorsió del segellat.
- Estabilitat dimensional:Garanteix un ajustament hermètic i estable (ajust d'interferència) entre el diàmetre exterior del segell i el forat de la carcassa, proporcionant una seguretat fiable.segellat estàtic.
- Durabilitat i longevitat millorades:Protegeix el cos d'elastomèr de danys mecànics, allargant la vida útil del segellat. En comparació amb les carcasses de ferro o plàstic,L'acer inoxidable (normalment 304, 316L) ofereix una resistència a la corrosió superior, cosa que el fa adequat per a ambients humits o lleugerament corrosius.
- Llavi de segellat principal (amb molla de lliga): El cor del segellat
- Funció:Situat a la part interior del segell, fa contacte directe amb l'eix giratori, principalmentevitar la fuita cap a l'exterior dels mitjans interns(oli/greix lubricant).
- Estructura:Fabricat amb material elastomèric, amb unamolla de lliga circumferencial(normalment un anell obert d'acer inoxidable en espiral) allotjat en una ranura a la part posterior (costat de l'aire).
- Funció crítica de la molla:
- Proporciona força radial contínua:La primaveraaplica contínuament tensió radialal llavi principal, mantenint una pressió de contacte radial constant ("força d'adherència") contra l'eix.
- Compensa dinàmicament el desgast i la relaxació:Aquest és elvalor decisiu de la molla. Durant el funcionament, l'elastòmer del llavi principal es desgasta a causa de la fricció i experimenta una relaxació de la tensió (pèrdua d'elasticitat) sota la calor/pressió. La força de la molla compensa automàticament aquesta pèrdua de material i la reducció de l'elasticitat, mantenint un contacte estret entre el llavi i l'eix i evitant fuites prematures.
- S'adapta a l'excentricitat/desviació de l'eix:La molla permet que el llavi principals'adapten a petits moviments de l'eix(excentricitat, desviació), preservant un segellat eficaç.
- Garanteix un segellat a baixa pressió:Quan la pressió del sistema és baixa o zero (per exemple, engegada o apagada), la força radial de la molla esdevé lamecanisme primarievitar la filtració dels mitjans de comunicació.
- Objectiu del disseny:Aconseguirsegellat dinàmic de mitjans fiable i durador, gestionant la pressió interna del medi (normalment baixa, depenent principalment de la pressió de la molla + contacte) i gestionant la calor induïda per la fricció.
- Llavi de pols secundari: la barrera contra la invasió externa
- Funció:Situat a la part exterior del llavi de segellat principal (mirant cap a l'entorn exterior),evita l'entrada de contaminants externs(pols, brutícia, humitat, sorra).
- Estructura:Fet del mateix material elastòmer (o de vegades diferent) que el llavi principal,normalment sense ressort.
- Principi de funcionament:
- Contacte inicial i raspat:Manté una lleugera pressió de contacte de precàrrega (inferior a la del llavi principal, basant-se principalment en l'elasticitat de l'elastòmer).
- Barrera física:Forma una "canaleta" (solc d'exclusió de brutícia entre els dos llavis) queraspa i atrapacontaminants que viatgen per la superfície de l'eix. Els contaminants es retenen a la ranura o s'expulsen.
- Protegeix el llavi principal: aquest és el propòsit final.En protegir el llavi de segellat primari de les restes externes abrasives,redueix significativament el desgast i els danys, allargant eficaçment la vida útil del llavi principal i de tot el segell.
Avantatges generals del disseny de doble llavi:
- Doble protecció:El llavi principal reté l'oli/fluid intern, el llavi antipols exclou els contaminants – proporcionadefensa "de dins cap a fora i de fora cap a dins".
- Millora sinèrgica:El llavi antipols protegeix el llavi principal, allargant-ne la vida útil; la carcassa proporciona estabilitat; la molla garanteix un rendiment constant del llavi.La sinergia millora la fiabilitat i la longevitat generals del segellat.
- Aplicabilitat àmplia:Estructura clàssica adequada per a diversos escenaris, especialmententorns amb riscos de contaminació externa.
- Fiabilitat provada:Una solució industrial de llarga durada amb un rendiment estable i predictible.
II. Selecció del material principal i comparació del rendiment
El rendiment del segellat depèn en gran mesura del material. La selecció del material varia segons el component (llavis, carcassa). La carcassa és clarament d'acer inoxidable (304/316L). La selecció del material del llavi depèn de les condicions de funcionament:
| Material del llavi | Característiques clau de rendiment | Camps d'aplicació típics |
|---|---|---|
| Goma de nitril (NBR) | Excel·lent resistència a olis minerals, lubricants, gasolinaBona resistència a l'abrasió; Baix cost;Rang de temperatura limitat (-30~100°C)Resistència moderada a l'ozó i a la intempèrie | Rodaments de rodes per a automoció/agricultura, caixes de canvis; Equipament industrial general; Bombes (ambient suau) |
| Fluoroelastòmer (FKM) | Resistència excepcional a altes temperatures (≈-20~250°C); Resistència excepcional a combustibles/olis/productes químics/solventsExcel·lent resistència a l'ozó i a la intempèrie; Baixa resistència a la compressió (alguns graus) | Segells de cigonyal/davant/posterior de motor d'automòbil, turbocompressors; Bombes químiques, rodaments de ventilador d'alta temperaturaEquipament d'alta temperatura |
| Goma d'acrilat (ACM) | Bona resistència a olis calents/olis per a engranatges/ATF (≈-25~175°C); Excel·lent resistència a l'ozó;Mala resistència a baixa temperatura/aigua/dissolvents d'èster | Transmissió d'automòbils (eixos laterals de transmissió, eixos); Transmissió de maquinària de construcció; Diferencials |
| Nitril hidrogenat (HNBR) | Resistència a l'abrasió/força/resistència a l'oli calent superior en comparació amb el NBR (-40~150°C); Resistència a l'oli similar a la del NBR; Excel·lent resistència a l'ozó i a les inclemències del temps; Cost més elevat que el del NBR | Caixes de canvis d'alta velocitat i alta resistència, compressors d'aire condicionat per a automòbilsAplicacions exigents que requereixen actualització des de NBR |
| Goma de silicona (VMQ) | Rang de temperatura extremadament ampli (-60~225°C); Alta elasticitatBaixa deformació per compressió; Excel·lent aïllament/resistència a les inclemències del temps;Mala resistència a l'oli/solventBaixa resistència | Rodaments per a equips alimentaris/farmacèutics, segells d'alta velocitat/baixa càrrega, ventiladors/motors d'alta temperatura, Equipament criogènic |
- Consideracions de selecció:Prioritzarcompatibilitat de mitjans principals(oli, greix, combustible, productes químics),rang de temperatura de funcionament, i requisits de resistència al desgastEls factors de cost i ambientals (per exemple, de qualitat alimentària) també són importants. El material del llavi antipols sol ser el mateix que el del llavi principal o, de vegades, una opció més resistent al desgast/econòmica.
III. Àrees d'aplicació típiques
Gràcies al seu eficaç disseny de doble barrera de "segellat + exclusió", l'energització fiable de la molla i el suport rígid de la carcassa, el segell d'oli de doble llavi s'utilitza àmpliament en entorns durs propensos a la contaminació per pols, fang, esquitxades d'aigua i sorra:
- Automoció i transport:
- Segells de rodament de cub de roda(aplicació clàssica d'exclusió de pols/aigua).
- Motor:Segells principals davanter/posterior del cigonyal (requereixen resistència a altes temperatures/oli), segells de l'arbre de lleves.
- Transmissió/Tren motriu:Segells d'eix d'entrada/sortida, segells d'eix.
- Sistemes de direcció, eixos motrius/diferencials.
- Maquinària de construcció i agrícola:
- Transmissions finals, coixinets de gir, eixos de motor hidràulicen excavadores, carregadores, buldòzers (exposats a brutícia, fang, aigua).
- Rodaments del xassís, eixos de transmissióen tractors, recol·lectores (entorns amb molta pols/fang).
- Equipament industrial:
- Carcasses de rodaments de ventilador/soplador industrial(especialment ambients polsegosos).
- Segells de l'eix de la bomba(exposat a la humitat).
- Caixa de canvis/reductorsegells de l'eix d'entrada/sortida.
- Rodaments de maquinària minera(pols extrema, impacte).
- Molí de paper, equips per a plantes siderúrgiques(calor, humitat, pols).
- Altres:
- Petites extensions d'eix de motor elèctric.
- Components de transmissió generalsque requereixen protecció dels rodaments contra la contaminació.
Conclusió
El segell d'oli de doble llavi (llavi principal energitzat per molla + llavi antipols + carcassa d'acer inoxidable) aconsegueix el doble objectiu de contenció del medi intern i protecció de l'entorn extern mitjançant funcions estructurals ben definides: la carcassa estabilitza la forma, la molla impulsa la compensació dinàmica del llavi principal i el llavi antipols forma la barrera d'exclusió. Comprendre la intenció del disseny i els límits funcionals de cada part, en particular la compensació contínua del desgast/relaxació de la molla i el paper crític del llavi antipols en la protecció del llavi principal del desgast abrasiu, juntament amb la selecció correcta del material del llavi (NBR, FKM, ACM, HNBR, VMQ) en funció de les condicions reals (medi, temperatura, nivell de contaminació) és primordial per garantir un rendiment fiable a llarg termini en diverses aplicacions de segellat rotatiu. Aquest disseny madur i eficaç continua sent una solució de segellat vital per protegir el funcionament dels equips en entorns difícils.
Data de publicació: 26 de juliol de 2025