耐腐蝕軸承密封的結構改進

李靜 曾獻智 李巖 郭建輝

摘? 要：依據耐腐蝕軸承的使用要求，并結合密封圈的設計原理的思路以及防腐材料的應用，對耐腐蝕軸承密封件進行結構上一種新型設計，該結構滿足了酸堿性環境下，軸承在使用過程中所有性能穩定。

關鍵詞：耐腐蝕軸承;密封件;設計

中圖分類號：TH133.33? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2019）17-0067-02

Abstract： According to the application requirement of corrosion resistant bearing， combined with the design principle of sealing ring and the application of anticorrosive material， a new structural design of corrosion resistant bearing seal is carried out. The structure satisfies the acid and alkaline environment， and all the performance of the bearing is stable in the application process.

Keywords： corrosion resistant bearings; sealing; design

軸承的密封性能是影響軸承質量的重要因素，軸承的密封性能主要體現在軸承的漏脂、防塵、溫升等方面。軸承在不同的用途下對密封性能的要求也不同，在特殊使用環境下即在酸性、堿性或鹽性等腐蝕環境下以及有限的空間下，此環境對軸承的各個部件的材料以及結構都有嚴格的要求，軸承在運轉過程軸承會出現外部氣體及液體的侵入軸承內部，或者是油脂的外漏，軸承密封性能達不到使用要求，破壞軸承內部的正常運轉環境，從而影響了軸承的潤滑性能的早期失效，甚至破壞了滾道表面和滾動體的精度，加大軸承摩擦和溫升，嚴重影響軸承動態性能。為了滿足環境要求，壽命要求，精度要求，轉速要求等等性能指標，對這種耐腐蝕軸承的接觸式密封進行了結構改進。

1 常規接觸式密封結構類型及材料

常規軸承的接觸式密封，一般只有橡膠密封圈及其輔助零件。橡膠密封圈唇口是以一定的貼合力和軸承旋轉部位過盈接觸，從而起到良好的防塵密封效果。常規接觸式密封結構如圖1示所示。

密封件的常用材料有丁腈橡膠、氟橡膠、氫化丁腈橡膠和丙烯酸酯橡膠等材料，對使用于這種酸性堿性等苛刻環境這些材料都不是最佳的選擇。

2 改進后的密封結構

密封結構的設計：依據軸承的使用工況（承載、環境、轉速、溫度等），多種材料方案的綜合考量，以及密封的加工工藝的實現，最終確定密封件的改進結構（如下圖2所示）。此密封結構由密封圈和密封輔助零件（鋼加工件）組成。密封圈材料物理性能符合使用要求，具備一定的硬度和彈性，與密封輔助零件粘接牢固，結構形狀和精度符合軸承使用工況的要求。

密封件材料的選取：密封圈采用聚四氟乙烯材料簡稱“PTFE”， 此材料具有耐高低溫性、耐化學腐蝕性、絕緣性等較高，以及由于摩擦系數極低，所以自潤滑性能較好，是使用酸鹽性環境的最佳材料。密封件的輔助零件材料采用不銹鋼材料06Cr17 Ni12Mo2，此材料為不銹鋼材料，耐腐蝕性能好，主要用作耐點蝕材料，也非常適合于這種酸堿性環境。

密封件的加工工藝：密封圈材料聚四氟乙烯成型后，粘貼在鋼加工件密封槽中。密封的形狀為“L”形，最初密封成型件為片狀圓形，用一定外徑尺寸的圓柱體來實現最終“L”形的定型，此種定型方式維持至密封件安裝前（如下圖3所示）。

常規的軸承密封件輔助零件即骨架的材料為板材，由于聚四氟乙烯成形過程中，與板材的貼合性較差，所以密封件的輔助零件采用鋼加工件，雖然鋼加工沒有板材模具的沖壓的加工效率高，但是鋼加工件的剛性好，尺寸和形位精度高，尺寸穩定性好，特別是適合密封件與外圈牙口的配合為過盈配合（如下圖4所示），極大地提高了軸承密封性能，有效地防止密封件與外圈的相對運動而出現的密封打滑現象。

密封件的安裝：改進后密封件的安裝，因密封件的輔助件是加工件，壁厚，無彈性，需要壓力機和壓裝磨具來實現正確的安裝位置，此安裝方式沒有手工安裝的便捷、高效，但是這種結構不易脫落，剛性好，不易變形，穩定性好。

3 結束語

經實驗和實際使用證明，采用這種結構改進的密封件，在滿足軸承使用的酸堿環境的條件下，軸承質量可靠，性能穩定，無密封脫落現象，完全滿足用戶的使用要求。

參考文獻：

[1]劉澤九.滾動軸承應用手冊[M].北京：機械工業出版社，2013.

[2]范雨晴，馬瑩，姜韶峰，等.高精密軸承常用保持架材料[J].軸承，2010.

[3]錢亞明，章寶明.中小型深溝球軸承密封技術設計[J].中國設備工程：中國設備管理協會，2017.