工业轴承密封解决方案

为了正常和持久地运行，必须保护轴承免受润滑损失和外部污染。然而，传统的接触式油封会严重损坏设备。这个难题可以通过使用非接触式隔离器来解决，以保护轴承和安装它们的设备。

油封仍在继续使用，尽管通常至少需要两个甚至三个这样的密封才能提供与单个轴承隔离器相同的性能水平。

轴承隔离器最初采用金属部件，具有简单的动态密封路径和 O 形圈，用于轴和孔外壳的静态密封。从那时起，它们已经演变成高度工程化的设备，具有紧密的公差和复杂的路径，方向急剧变化。

导致轴承故障的条件包括设备冲洗、迷宫式隔离环 (LER) 密封不足和化学侵蚀。使用标准轴承隔离器可以避免这些问题。

尽管尺寸和温度通常被认为是有效密封解决方案的足够信息，但也必须了解应用本身、介质、压力、速度和任何所需的特殊功能。应完成应用数据表并提交给应用和产品工程师进行审核，以确保已提供所有相关信息。

轴承隔离器结构

行业标准进一步缩小了可行轴承隔离器的选择范围。例如，美国石油学会指定了用于石油、重型化工和天然气行业的轴承隔离器的无火花材料。

这一要求也被其他行业采用，使青铜成为轴承隔离器的首选材料。如果不需要金属结构，聚四氟乙烯混合物可用于制造适用于制药和其他应用的耐化学性轴承隔离器。

标准轴承隔离器通常配有 O 形圈，如果指定不当，它将成为第一个在化学侵蚀和极端温度下失效的部件。根据应用，可以指定 PTFE 封装的 FKM、AFLAS 或硅胶，而不是标准的棕色 FKM O 型圈。

轴承隔离器的使用寿命是传统油封的七倍，既可保持​​润滑剂又可排除污染物。此外，它们现在还可以提供电气密封。由脉宽调制 (PMW) 变频驱动器 (VFD) 控制的感应电动机的扭矩和马力可以调整为以低 40% 的转速运行，从而显着节省电力。

不受控制的感应电机以三相正弦波电源方案运行，其中输入电源的频率、相位和幅度加起来为零，以形成平衡电路。使用 VFD 时，以称为方波或六步电压的受控脉冲形式供电。

这些脉冲会在轴上产生电容耦合的共模电压 (CMV)，该电压沿着对地电阻最小的路径，通常通过轴承。油膜不能提供足够的绝缘来防止这种过度的、不平衡的电压从轴承的内圈到外圈产生电弧。这种电弧起到定位焊的作用，放电加工 (EDM) 点蚀会导致轴承出现凹槽损坏和最终故障。当轴承元件在带凹槽的滚道上滚动时，这种损坏会产生尖锐的噪音。

轴接地

为了消除这种损坏，传统轴承隔离器中添加了导电刷，以防止电压通过轴承。提供比轴承电阻更小的路径，这允许过电压安全地传输到地面。

来自轴的任何 CMV 都会被刷子消散，从而防止发生 EDM。通过安装传统的轴承隔离器，可以在电机的非驱动端提供额外的动态密封。对于大型、高功率电机，建议使用绝缘轴承来强制杂散电压通过导电刷。

还必须保护轴承免受外部污染。采矿、发电和初级金属生产等行业使设备面临恶劣的条件。在这些环境中，轴承隔离器的使用寿命长达三年，而典型的接触唇形密封件只能使用三到六个月。

外部污染过滤器

对于特别脏的应用，例如磨煤机和矿车，空气过滤器被集成到轴承隔离器中。这些过滤器由闭孔泡沫组成，可防止污染物进入密封通道。耐用的泡沫插入隔离器的凹槽中，将污染物引导至排放口。

分离式油封长期以来一直用于消除安装时拆卸设备的需要。轴承隔振器也有分体式设计，但有一些限制，包括非金属、溢流和混合式隔振器，由于其结构材料或应用要求而不能分体。

泛滥的应用程序

润滑液位高于排油口的应用排除了使用传统轴承隔离器的可能性，因为在这种情况下，润滑剂会穿过迷宫式通道并泄漏。

如果与不通风的强制润滑系统一起使用，它们也会泄漏，这会在路径中产生压差。通道不会保持正压或负压，因此这些压差会导致润滑剂通过迷宫泄漏，就像在淹没条件下一样。

随着功能超越传统隔离器的混合密封件的开发，该问题已得到解决。这些用于淹没应用的密封件可以完全浸没，保持与大多数通用油封一样多的压力。

工业密封应用的多样性要求将它们与轴承隔离器单独匹配，收集并考虑所有相关数据。这需要尽职尽责，但回报是保护轴承和延长工厂机械设备使用寿命的最佳解决方案。

在此处查找原始文章

Patrick Rhodes 是位于纽约州帕尔米拉的 Garlock Sealing Technologies 的一名应用工程师。