工业轴承密封解决方案
轴承必须免受润滑剂流失和污染物侵入以可靠运行并长寿命。传统接触式油封常损害设备。非接触轴承隔离器通过保护轴承和机械双方解决此问题。
油封仍普遍,但达到一个轴承隔离器性能常需两三个油封。
早期轴承隔离器结合金属件与简单密封槽和O型圈作静态密封。现代单元精密工程化,具严格公差和尖锐弯曲的复杂迷宫通道。
轴承失效常由洗涤、设计不良的迷宫排除环(LER)、化学攻击触发——标准隔离器有效缓解这些问题。
尺寸和温度虽关键,但应用本身、介质、压力、转速及特殊要求必须知晓。完整填写应用数据表提交工程师审查,确保捕获所有相关信息。
轴承隔离器构造
行业标准缩小合格隔离器范围。如美国石油学会要求石油、重化工、天然气领域隔离器用非火花材料。
此要求跨行业被采纳,使青铜成首选材质。无需金属构造处,PTFE混合物可生产制药等应用的耐化学隔离器。
标准隔离器用O型圈,若选型不当,是化学攻击或极端温度下首个失效点。视应用可指定PTFE包覆FKM、AFLAS、硅胶O型圈替代默认棕色FKM。
轴承隔离器比传统油封寿命长达7倍,锁住润滑剂阻隔污染物。现代设计还提供电气密封能力。
PWM变频驱动(VFD)驱动的感应电机可在40%更低RPM运行,实现显著节能。
非受控感应电机运行于平衡三相正弦波。VFD以受控脉冲供电——方波或六步电压——在轴上产生容性耦合共模电压(CMV)。
CMV沿最小电阻路径接地,通常经轴承。薄油膜无法绝缘此过压,导致内外滚道间电弧——实质焊接。随之而来的电火花加工(EDM)点蚀造成压痕损伤和轴承失效,常听为高音调噪音。
轴接地
为防此损伤,导电刷被集成进轴承隔离器。它们提供比轴承更低电阻路径,安全分流过压接地。这消除CMV并阻止EDM。
电机非驱动端可装传统隔离器增加动态密封。大功率电机用绝缘轴承迫使杂散电压经导电刷。
轴承也需防外部污染。采矿、发电、初级金属生产中,轴承隔离器可耐用达三年,而传统接触唇密封仅三至六月。
外部污染过滤器
极脏环境——如煤粉碎机、矿车——空气滤清器现集成进轴承隔离器。闭孔泡沫阻挡污染物进入密封通道;泡沫安装于槽内,导向碎屑至排放口。
分体油封长期因免拆卸设备而受青睐。轴承隔离器也有分体设计,但有限制:非金属、充油、混合隔离器因材料或应用约束不可分体。
充油应用
润滑剂液位超排放口时传统隔离器不适用,因润滑剂将经迷宫通道流出泄漏。
类似地,无通风强制润滑系统产生压差导致润滑剂经迷宫泄漏,如同充油条件。通道无法保持正或负压。
挑战由混合密封解决,结合常规隔离器优势与耐充油性能。这些密封可完全浸没,保持相当于通用油封的压力保持能力。
工业密封需定制化方法。将正确隔离器匹配各应用要求彻底数据收集分析。虽耗时,这种严谨产出保护轴承、延长设备寿命的最优方案。
原文在此
Patrick Rhodes是Garlock Sealing Technologies应用工程师,纽约Palmyra。
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