王維豔

（北方工業（yè）學（xué）校　124021）

　　摘　要：如果滾（gǔn）動軸承的密封性能不好，就會導致灰塵、水分和雜物（wù）侵入軸承內，並致（zhì）使潤滑劑的流失。從而（ér）產生零部件的磨損，同時由（yóu）於潤滑劑的泄漏進而造成（chéng）環境汙（wū）染（rǎn）和產品汙染。本文僅從接觸式密（mì）封、非接觸式密封、機（jī）械密封和混合式密封來分析滾動軸承的密封原理和（hé）效果，旨在實（shí）現滾動（dòng）軸承良好的密封性能。

　　關鍵詞：滾動軸承；接觸式密封；非接觸式密封；機械密封；混合式密（mì）封

　　軸承是支承軸頸的部件，有時也用來支承軸上的回轉（zhuǎn）零（líng）件，它是機械中重要的組成部分。滾動軸承具有摩擦力矩小，易起動，載（zǎi）荷、轉速及工作溫度適用範圍較廣等優點，在機械中應用非常廣泛。由（yóu）於滾動軸承是精密的部件，所以一定要保證其密（mì）封裝置的可靠性。否則（zé），就會給生產（chǎn）和管理帶來很（hěn）大的隱患。

　　1　接觸（chù）式（shì）密（mì）封

　　即在軸承蓋內放置軟材料與轉動軸直接接觸而（ér）起到密封作用（yòng）。這種密封由於密封件與配合件直接接觸，在（zài）工（gōng）作中摩擦較大（dà），易（yì）造成潤滑不良，接觸麵易磨（mó）損（sǔn），從而（ér）導（dǎo）致密封效果與性能下降。因此，多（duō）用於中、低（dī）速的情況，同時要求（qiú）與密封件接觸處軸的表（biǎo）麵硬度大於40HRC，表麵粗糙度Ra＜0.8μm。

　　1.1氈圈密封

　　在軸承蓋上開出梯形槽，將矩形剖（pōu）麵的細毛氈放置在梯形槽中與軸接觸，或（huò）用壓蓋軸向壓緊，使氈圈受壓縮而產生徑向壓力抱在軸（zhóu）上，從而達到密封目的。這種密封結構簡（jiǎn）單，成本低，但密封效（xiào）果差（chà），且不能調整，磨損較嚴（yán）重，主要用於軸頸的圓周速度ν＜4-5m/s，工（gōng）作（zuò）溫度＜90℃的脂（zhī）潤滑場合。

　　1.2皮碗（wǎn）密封

　　在軸承（chéng）蓋中（zhōng）放置一個密（mì）封皮碗（皮碗（wǎn）是用耐油橡膠等材料製成的）直接（jiē）壓在（zài）軸（zhóu）上。為增強密封效果，用一環形螺旋彈簧壓在皮碗的內圈，使皮碗內圈與軸有較嚴（yán）密（mì）的（de）配合，密封效（xiào）果比氈圈密封為好，適用（yòng）於軸頸的圓周速度（dù）ν＜6-7m/s的脂潤滑或潤（rùn）滑油潤滑，缺點是皮碗橡膠易硬（yìng）化和易於磨損。使用時須注意皮碗密封凸緣的方（fāng）向，如果為了防止漏油，則皮碗凸緣應向著（zhe）軸承，如果要防止雜質侵入，則皮碗凸緣（yuán）應背向軸承（chéng），要求高時可成對使用。

　　1.3密封圈密封

　　密封圈常用皮革、塑料或（huò）耐油橡膠製成，可以根（gēn）據需要做成不同的剖麵形式。O形密封圈剖麵為圓形，依靠本身的彈力壓在軸上，結構簡單，裝拆方便。常用的還有（yǒu）J形和U形剖麵的密封圈，它們都具有唇形的結構。密（mì）封唇口的方向要朝向密封的部位，這一點與皮碗密封中凸緣的方向相似。當溫度高、轉（zhuǎn）速大時，Z好密封唇（chún）口也背（bèi）向軸承朝外安（ān）裝。密（mì）封圈密封效果（guǒ）比氈圈好，可用於脂和油潤滑的密封。為提高密（mì）封效果，軸頸與密封圈接觸處Z好經過表（biǎo）麵硬化（HRC≥40）並磨（mó）光或拋光，以增強耐磨性。

　　1.4骨架密封

　　我們常說的骨架密封，即是皮碗密封的改進（jìn），為提高皮碗密封的整體強度，在耐油（yóu）橡膠裏麵安裝斷麵為L型、整體為環形的（de）金屬襯，使皮碗密封不易變形，提高使（shǐ）用壽命，這（zhè）種（zhǒng）密封安裝方便，使用性能較好，一般適用（yòng）於軸頸的圓周速度ν＜7m/s的場合，目前大部分離心泵軸承箱均采用骨架密封。

　　1.5密封環密封

　　這是（shì）一種（zhǒng）帶有缺口的環狀密封件，把它放置在套筒的環槽內，套筒與軸一起轉動，密封環靠（kào）缺口（kǒu）被壓攏後所（suǒ）具有的彈性而（ér）抵緊在靜止件的內孔壁上，即可起到密封作用，這種密封較複雜。

　　2　非接（jiē）觸式密封（fēng）

　　非接觸式密封的密封元件（jiàn）與運動件不接觸，且有適當間隙。這種密封在工作時幾乎不產生摩擦熱，沒有磨損，故用於高速和高溫場合。

　　2.1間隙密封

　　間隙密封是在軸與軸承蓋（gài）通孔之間（jiān）留有細（xì）小環形間隙（xì），半徑間隙為（wéi）0.1-0.3mm，間隙愈長（zhǎng）愈小，密封效果愈好。為提高密封（fēng）效果，可（kě）在軸承蓋孔（kǒng）內開多個並列的環形槽，並在槽中填滿潤滑脂。如果用於（yú）潤滑油（yóu）密封時，可在軸承蓋的孔壁（bì）上車出螺紋槽，欲向外（wài）泄漏的潤滑油因螺旋輸送作用而被送回軸承內，螺紋槽的旋向須根（gēn）據軸的轉向確定。

　　2.2甩（shuǎi）油環密封

　　油潤滑時，可通過軸上甩油環的離心力（lì）將沿軸隙泄漏的油（yóu）甩到軸承（chéng）蓋的槽內，並通過回油孔流（liú）回軸承或油池內，其密封（fēng）效果相當可靠，為（wéi）了產生必需的離心（xīn）力，軸頸的圓周速（sù）度不得低於（yú）5-6m/s。甩油環也常用於隔離軸承內（nèi）的潤滑（huá）脂和箱體內的潤滑油。

　　2.3迷宮式密封（fēng）

　　這種密封（fēng）的（de）基本原理（lǐ）是在密（mì）封處（chù）形（xíng）成流動（dòng）阻力極大的（de）一段（duàn）流道。從結構上使（shǐ）靜止件與轉動件間形成曲折的小縫隙，構成“迷宮”。如（rú）果（guǒ）“迷宮”是徑向的，則軸向尺寸緊湊，但徑向尺寸較大；如果“迷宮”是軸向的，則徑向尺寸緊湊，但軸承蓋要剖分，且軸向間（jiān）隙要大些（xiē），以免因（yīn）軸的熱變形而卡死。迷宮式（shì）密封無論是對（duì）潤滑油和潤滑脂都相當可靠，而且速度愈高，效（xiào）果愈好（hǎo）。

　　3　機械密（mì）封

　　這種密封是由低摩擦材料製成的（de）密封環（動環（huán）與靜環）及壓緊彈簧等組成。動環固定在軸上，靜環固定在壓（yā）蓋上，動環與靜環端麵在彈簧壓力下互相貼合。這種密封的特點是動環、靜環端麵（miàn）相對滑動，摩擦及磨損集中在密封元件上，對軸沒有絲毫損傷。該密封（fēng）性能可靠（kào），使用壽命長，摩擦功耗小，適用（yòng）範圍廣。能用於低溫、高溫、高壓、高真（zhēn）空、各種轉速以及各種（zhǒng）腐蝕性、易（yì）燃、易爆、有毒介質密（mì）封。但結構複雜，製造（zào）較困難，成本較（jiào）高。

　　4　混合式密封及（jí）設法（fǎ）改進結構

　　為了提高密封效果，可將各類密封形式混合使用。必要時，也可改進結構。

　　如有一台（tái）離心式鼓風機，其軸承為雙列（liè）向心球麵滾子軸承，型號為22326，采用骨架密（mì）封，規格為Φ150×Φ125×15，軸承潤（rùn）滑用普通機油L-AN32，潤滑方式為（wéi）油浴潤（rùn）滑，轉速為980轉/分。該鼓風機自投用以來，軸承（chéng）箱潤滑油始終（zhōng）嚴重泄漏，為防止（zhǐ）軸承因缺油導致抱軸，司（sī）爐工每天不得不頻繁加油，每年潤滑油損失量達1000多公斤。檢修時發現，骨（gǔ）架密封並沒有損壞，也沒有失去彈性，軸與（yǔ）骨架密封接觸的表（biǎo）麵也沒有磨（mó）損（sǔn），即使選用配合（hé）過盈量較大的骨（gǔ）架密（mì）封（fēng），也不能解決問題。我們研究發現：該離心式（shì）鼓風機泄漏的原因在於軸承具有球（qiú）麵圓柱形的特點，在鼓風機運行時，軸承向壓蓋側軸向（xiàng）甩油，且甩油量大，並有一定的衝擊力（lì），使軸承壓蓋側不斷聚集大量且具有一定動能的潤滑油，在骨架密封周圍產生一定的壓力。鼓風（fēng）機在運轉中，因轉速不太高（gāo），骨（gǔ）架密封與（yǔ）軸之間易（yì）產生微小（xiǎo）間隙，具有一定動能（néng）的潤（rùn）滑油便順著該間隙向外滲漏，嚴重時達70滴/分。

　　根（gēn）據對鼓風機軸承箱漏油原因的分析（xī），僅靠更（gèng）換骨架密封不能從根本上解決問題，所以，采（cǎi）用多種密封形式相結合的方法，來實現零泄漏。

　　首先，在原骨（gǔ）架密封的（de）基礎上再（zài）增加一道骨架密封，並增加迷宮密封。安裝（zhuāng）第二道骨架密封後，向內側加工兩道環形槽，槽寬為3mm，槽深為5mm，即迷宮密封。

　　其次，用導油的辦法（加回油孔將油導回箱體（tǐ）內）來解決泄漏，在這兩道環形槽之（zhī）間沿徑（jìng）向鑽Φ6小孔，數（shù）量為3個，圓周方向均布，再在壓蓋內側沿軸向鑽Φ6小孔，數量（liàng）也為3個，周向均布（bù），並且使軸向（xiàng）孔與（yǔ）徑向孔連通，這樣會使流向溝槽的油順著小孔返回軸承箱。

　　為了克服甩油量過大的弊病，在軸承外側與內側骨架密封之間安裝一個擋油盤，擋油盤厚度為3mm，油盤外徑為Φ200mm，軸向套筒伸長為13mm，在套筒圓（yuán）周均勻鑽3個Φ4螺紋孔（kǒng），用頂絲與軸固定。這樣，軸承軸（zhóu）向甩的油大部分落在擋油盤上而回到軸承箱內，其餘部（bù）分經骨架密封和非接觸式密封聯（lián）合密封，返回（huí）到軸承箱內，鼓風機投運後，達到了零泄漏。

　　5　結論

　　滾動軸承已成為機械中的重要支承（chéng）部（bù）件。其密封形式要考慮軸頸的（de）圓周速（sù）度，軸（zhóu）承采用潤滑劑的種類，溫度及環（huán）境（jìng）條件等。某（mǒu）些情況，還（hái）可改（gǎi）造結（jié）構來解決（jué）密封（fēng）問題。總之，在工程設計（jì）上常常是根據軸承工作狀（zhuàng）況和工作環境對（duì）密（mì）封程度的要求，綜（zōng）合運用各（gè）種密封形式，既要采用經濟、簡單的結構，又要保證密封裝置的（de）可靠性。

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來源（yuán）：《中國科技信（xìn）息》2005年（nián）第24期