В уплотнении вращающихся валов широко используются подпружиненные масляные манжеты без уплотнений благодаря своей простоте, лёгкости монтажа и надёжности. Среди них конструкции сФторуглеродный каучук (FKM) в качестве основного материала, встроенные слои армирующей ткани с покрытием FKM и пружинный фиксаторОбеспечивают высокую производительность в сложных условиях. В этой статье объясняются конструктивные преимущества, важнейшая роль пружины, а также альтернативные уплотнительные материалы и области их применения.
I. Структурное проектирование и основные преимущества
Типичное неограниченное масляное уплотнение состоит из трех слоев (как показано на рисунке):
- Уплотнительный корпус FKM:
- Образует динамическую уплотнительную кромку (основную и вспомогательную пылезащитную кромку).
- Преимущества:
- Исключительная термостойкость (до 200–250°С).
- Превосходная стойкость к маслам, топливу, химикатам и растворителям.
- Отличная устойчивость к атмосферным воздействиям и окислению.
- Армированный тканью слой FKM:
- Преимущества:
- Повышенная жесткость: Предотвращает деформацию при высоком давлении/скорости.
- Уменьшение выдавливания/износа: Продлевает срок службы.
- Структурная поддержка: Сохраняет концентричность кромки и вала.
- Преимущества:
- Подвязка Весна:
- Критические функции:
- Компенсация радиальной силы: Обеспечивает постоянное давление манжеты на вал.
- Компенсация износа/релаксации: Противодействует потере материала и снятию напряжения.
- Адаптация биения вала: Компенсирует радиальный эксцентриситет.
- Уплотнение низкого давления: Сохраняет герметичность при запуске/в условиях низкого уровня смазки.
- Критические функции:
II. Выбор и применение материалов
| Материал губ | Ключевые свойства | Основные области применения |
|---|---|---|
| Нитрильный каучук (NBR) | Устойчив к воздействию минеральных масел и смазок; экономически эффективен; ограниченная термостойкость (-40–100 °C) | Уплотнения коленчатого вала двигателя; коробки передач |
| Фторуглерод (FKM) | Стойкость к высоким температурам и химическим веществам (-20–250°C); совместимость с топливом и маслом | Турбокомпрессоры; химические насосы; высокотемпературные подшипники |
| Силикон (VMQ) | Широкий диапазон температур (-60–225 °C); низкая остаточная деформация сжатия; плохая маслостойкость | Пищевое оборудование; низкотемпературное оборудование |
| Полиуретан (ПУ) | Чрезвычайная стойкость к истиранию; высокая нагрузочная способность; подвержен гидролизу | Уплотнения гидравлических цилиндров; тяжелое применение |
| Акрилат (ACM) | Устойчивость к горячему маслу/ATF (-25–175 °C); плохие низкотемпературные характеристики | Автомобильные трансмиссии; системы рулевого управления |
Примечание: Пружинные кольца необходимы для динамического масляного уплотнения. Пыльники обычно не имеют пружин.
Заключение
Несвязанное масляное уплотнение (FKM + ткань + пружина) сочетает в себе материаловедение и структурную оптимизацию для обеспечения надежности в суровых условиях. Понимание компенсирующей роли пружины и свойств материала критически важно для обеспечения эффективности уплотнения вращающихся механизмов.
Время публикации: 25 июля 2025 г.