En el camp del segellat industrial, quan les condicions de funcionament es tornen extremadament dures (amb càrregues pesades, baixa velocitat, càrregues d'impacte i abundants contaminants abrasius), molts segells convencionals queden curts. El segellat flotant emergeix com una solució de segellat rígid altament eficaç per a la cara final, demostrant el seu valor irreemplaçable. No és una tecnologia nova, però a causa de la seva excepcional fiabilitat i durabilitat, continua sent l'opció definitiva per segellar peces crítiques en equips de gran resistència. Aquest article introdueix sistemàticament la composició, el principi, les característiques i les aplicacions dels segells flotants.
1. Definició i funcions bàsiques dels segells flotants
Un segellat flotant, també conegut com a "segellat d'anell flotant" o "segellat mecànic de cara frontal", presenta un disseny únic diferent dels segells mecànics convencionals. Consisteix en un parell d'anells metàl·lics fermament acoblats (normalment fets de ferro colat d'aliatge de crom) les cares frontals dels quals formen una banda de segellat fiable sota força axial.
Les seves funcions principals són altament especialitzades:
- Prevenció de fuites extremes:Segella eficaçment l'oli o el greix de les engranatges dins de components com ara transmissions i eixos motrius en entorns plens d'abrasius (per exemple, sorra, pols de mineral).
- Exclusió superior de contaminació:Bloqueja robustament l'entrada de contaminants externs com la pols i el fang, protegint els components bàsics de la transmissió com ara els coixinets i els engranatges.
El seu propòsit de disseny original era abordar condicions extremes que els segells de llavi com els segells d'oli d'esquelet no poden suportar.
2. Estructura típica i funcions dels components de les juntes flotants
Un conjunt complet de segells flotants comprèn quatre components essencials, cadascun indispensable:
- Anell de segellat (anell flotador):
- Material i procés:Normalment fet de ferro colat d'aliatge amb alt contingut de crom, rectificat amb precisió per aconseguir una duresa extremadament alta (HRC 60-66) i una rugositat superficial molt baixa a les cares finals.
- Funció:Aquest és el component principal que realitza el segellat. Les cares terminals rectificades amb precisió dels dos anells s'acoblen sota pressió, formant la interfície de segellat principal. La seva alta duresa i suavitat garanteixen un desgast mínim i una llarga vida útil.
- Junta tòrica (segellat d'elastòmer):
- Material:Normalment fet de cautxú de nitril (NBR) resistent a l'oli i a l'envelliment o altres cautxús sintètics.
- Funció:Ofereix dues accions clau:
- Segellat secundari:Crea un segellat estàtic entre l'anell del flotador i la carcassa.
- Proporcionant força elàstica:Mitjançant la seva pròpia compressió, subministra una força de tancament axial contínua a les cares finals dels dos anells flotants, garantint que les superfícies de segellat romanguin en contacte.
- Carcassa metàl·lica (porta-segells):
- Funció:S'utilitza per ubicar i suportar l'anell flotador i la junta tòrica, i normalment es fixa a la carcassa de l'equip (per exemple, màniga o tapa final) mitjançant un ajustament d'interferència o cargols.
Assemblea de treball:Un conjunt de segellat flotant consta dedosconjunts idèntics d'aquests components. Cada conjunt s'instal·la a la part giratòria i a la part estacionària (o dues parts contrarotatòries) de l'equip, respectivament. Quan es munten, les cares finals dels dos anells flotants es pressionen fermament juntes per la força de les juntes tòriques.
4. Principi de funcionament dels segells flotants
El principi de funcionament del segell flotant és enginyós i fiable:
- Segellat estàtic:Quan l'equip està parat, la força axial de les juntes tòriques manté les cares dels extrems dels dos anells flotants en contacte estret, aconseguint un segellat estàtic. Simultàniament, les juntes tòriques proporcionen un segellat estàtic contra la carcassa.
- Segellat dinàmic:Durant el funcionament, un anell flotador gira amb l'eix, mentre que l'altre roman immòbil. Hi ha un moviment de rotació relatiu entre les cares finals dels dos anells.
- Lubricació de la interfície de segellat:El lubricant segellat s'infiltra entre les cares finals dels dos anells flotadors, formant una pel·lícula d'oli extremadament fina. Aquesta pel·lícula lubrica la interfície de segellat, reduint el desgast i la generació de calor, mentre que la seva tensió superficial evita les fuites.
- Característica "flotant":La junta tòrica no només proporciona pressió, sinó que també permet que l'anell flotant tingui un lleuger moviment axial ("flotant") i radial dins de la carcassa. Aquesta característica compensa el flotament axial de l'eix, la desalineació i la vibració sota càrregues elevades, evitant la fallada del segellat a causa d'errors d'alineació.
Així doncs, l'èxit del segell flotant rau en la combinació perfecta de"segellat rígid de la cara frontal"i"compensació flotant elàstica".
5. Principals escenaris d'aplicació de segells flotants
Els segells flotants estan dissenyats per als entorns més severs i les seves aplicacions són molt concentrades:
- Maquinària de construcció:Rodes dentades en xassís, rodes dentades de transmissió final, rodes tensores i rodets per a excavadores i carregadores.
- Maquinària minera:Eixos de tambor de desbrossadores, cisalles i eixos de cap/cua de transportadors frontals blindats.
- Maquinària agrícola:Cubs de les rodes motrius de grans tractors i recol·lectores.
- Equipament de tuneladora:Segells d'accionament principal per a capçals de tall de tuneladores (TBM).
En resum, els segells flotants solen ser la solució preferida per a peces giratòries que impliquenbaixa velocitat, càrregues pesades, càrregues de xoc significatives i contaminació abrasiva severa.
6. Avantatges, desavantatges i punts de selecció
Avantatges:
- Excel·lent resistència al desgast:Especialment adequat per a operacions en medis que contenen abrasius.
- Alta fiabilitat:Construcció robusta, resistent a cops i vibracions.
- Llarga vida útil:Durada de vida significativament més llarga que les juntes convencionals en condicions normals de funcionament.
- Bona conformitat (capacitat de flotació):La característica "flotant" pot adaptar-se a certes deflexions de l'eix.
Desavantatges:
- Cost més elevat:Un procés de fabricació complex resulta en un cost unitari més elevat que els segells d'oli d'esquelet.
- Mida gran:Requereix més espai d'instal·lació.
- Requisits crítics d'instal·lació:Una instal·lació incorrecta pot danyar fàcilment les cares de segellat precises.
Punts clau per a la selecció i la instal·lació:
- Coincidència de condicions:Assegureu-vos que la pressió de funcionament, la velocitat superficial i el tipus de contaminant estiguin dins de les capacitats del segell flotant.
- Precisió dimensional:Assegureu-vos que les dimensions i les toleràncies geomètriques dels suports, eixos i components relacionats compleixin els requisits.
- Neteja:Qualsevol partícula petita atrapada entre les cares de segellat durant la instal·lació causarà danys permanents.
- Instal·lació professional:Ús obligatori d'eines especials; està estrictament prohibit colpejar les cares de segellat dels anells del flotador.
Conclusió
El segellat flotant és una tecnologia de segellat clàssica nascuda per afrontar reptes extrems. Amb el seu segellat metàl·lic rígid a la cara final i el seu mecanisme únic de compensació flotant, s'ha assegurat una posició sòlida en els equips industrials de gran resistència. Objectivament parlant, no és una solució universal, ja que el seu camp d'aplicació és molt específic. Tanmateix, en les condicions de baixa velocitat, gran resistència i càrrega abrasiva en què destaca, la seva fiabilitat i durabilitat continuen sent difícils d'igualar per moltes altres formes de segellat actuals. Comprendre correctament el seu principi i seguir estrictament els procediments d'instal·lació i manteniment és clau per maximitzar el seu rendiment i garantir el funcionament estable dels equips de gran resistència.
Data de publicació: 10 de novembre de 2025