毛毡密封主要用于什么场合(轴承是怎样防尘的？)

Posted 2023-05-30

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毛毡密封主要用于什么场合(轴承是怎样防尘的？)

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01滚动轴承密封概述

这个问题换一个说法就是：轴承自身的污染防护能力是如何实现的。由于问题中没有指明是什么轴承，因此我针对大多数情况进行介绍。

并不是所有的滚动轴承都具有对污染的防护能力的。多数轴承是工作于轴承室之内的，因此轴承室的环境就是轴承的工作环境，对污染的防护是通过轴承室的密封实现的。轴承室的密封主要是在轴承盖和转轴之间添加密封件，密封件形式可以有很多种，比如：迷宫密封、橡胶骨架密封、毛毡密封等等。可以参考密封件专门的设计指导。

对于滚动轴承自身而言，也有一些轴承设计自身带有污染防护设计。自带防护的轴承主要是中小尺寸深沟球轴承，以及部分调心滚子轴承。

滚动轴承的密封设计是在轴承外圈和内圈之间添加密封件（或者防尘盖），一般常见的设计是密封件与轴承外圈固定，密封唇口与轴承内圈之间设计密封结构。

02密封的滚动轴承设计

滚动轴承的密封设计之所以设置在唇口与内圈之间的原因是为了减小密封唇口与密封面之间的相对线速度。相同转速的轴承，内圈外表面的线速度小于外圈内表面（由于旋转半径不同），因此选择内圈外表面更有利于减少密封唇口的磨损。

轴承常用的密封结构包括防尘盖和密封盖。

防尘盖的设计通常是一个将一个金属的防护盖安装于轴承外圈内侧，防尘盖内侧与内圈外表面留出很小的间隙，避免较大的污染颗粒进入。如下图所：

从具防尘盖的轴承结构不难看出，此类轴承的密封件只能防护一定大小的固体污染颗粒，对于液体污染以及尺寸很小的固体污染颗粒不能提供很好的密封保护。通常适用于外界环境相对较好的工况环境。带密封件的轴承通常使用骨架密封。

骨架密封就是在内部是一个金属骨架，外部涂装其他材质的密封。通常密封件材质使用丁腈橡胶材料。丁腈橡胶有较好的耐磨性，同时使用温度比较适合一般的工况。如下图所示：

带密封件的轴承密封结构的设计在不同品牌中存在不同的设计。具体设计细节和优缺点视具体结构而定，可以咨询相应的供应商。但是总体上，带密封件的滚动轴承，由于密封唇口和被密封表面是接触的（可能是轻度接触，也可能是较重的接触），因此具有较好的防护能力，具有一定的防止液体污染能力。但是与此同时，唇口与被密封表面的摩擦力也会带来额外发热。在选型的时候需要在密封件摩擦发热与密封效果之间进行权衡。

作为密封材料的丁腈橡胶本身耐磨性也有一定的限值范围。通常唇口表面接受的最大线速度为15m/s，对于更高的相对转速，则需要使用更加耐磨的密封材料。

丁腈橡胶的一般使用温度范围为-30℃到120℃，涵盖了多数工业应用领域。具体的温度范围根据配方不同可能存在较小差异，轴承使用者可以向供应商提供具体数值。在低于温度范围的时候材质会变得硬脆，容易损坏；在高于应用温度范围的时候，材质会软化，碳化等，最终也会出现提早失效损坏。