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详解滚动轴承密封材料选择及其使用工况

时间:2026-05-24 浏览量:30

  一、密封件橡胶材料种类

  橡胶类材料具有良好的耐热性和耐腐蚀性,因此橡胶材料一直在密封行业中广泛使用。尽管目前在很多领域内已被聚氨酯等其他材料替代,但橡胶仍然是密封工业中的主要使用材料。

  二、常用橡胶材料的种类

  橡胶类材料主要应用于滚动轴承的内、外圈密封的油封、V型密封、O型圈等单一以及组合密封件中使用。

  常用密封件的橡胶种类有:

  (1)丁腈橡胶—NBR

  丁腈橡胶是一种在丙烯腈-丁二烯基础上制成的人工橡胶,主要应用于制作油封、U型密封、V型密封等密封件。丁腈橡胶在矿物油等高压抗燃油中具有很好的抗腐蚀性,但不适合应用于芳烃溶剂(笨)酯、酮以及浓缩的酸、碱中使用。丁腈橡胶短期使用温度极限为-40℃~+120℃,物理性能见JB/T6639。

  (2)氢化丁腈橡胶—NHBR

  氢化丁腈橡胶是一种在丙烯腈-丁二烯基础上制成的饱和橡胶,可以在脂肪烃如丙烷、丁烷、矿物油和油脂以及硫化原油中使用。具有耐臭氧、老化、耐酸碱性能。在高温下可以应用于多种稀释的盐酸、碱和水乙二醇的混合物中。但不适合在燃料含量很高的芳香族碳氢化合物、汽油、酮和氯化烃如三氯一烯和四氯乙烯中使用。氢化丁腈橡胶短期使用温度极限为-50℃~+160℃。

  (3)氟橡胶—FPM

  氟橡胶是一种基于氟石(橡胶)基础上制成的人工橡胶,具有很好的耐高温、抗风化、抗氧化及抗化学腐蚀的特性。可以在矿物油、含硫润滑脂和酸气中使用。广泛用于航空、汽车等的骨架密封圈,但不适合用于无水氨、酮、酯、热水和低分子量有机酸。氟橡胶的短期使用温度极限为-30℃~+250℃。

  (4)三元乙丙橡胶—EPDM

  三元乙丙橡胶是一种基于乙烯、丙烯基橡胶加工而成的橡胶材料,对热水、蒸汽、清洗剂和极性有机溶剂有很好的抵抗力,并具有很好的耐风化、氧化、老化、臭氧和良好的电绝缘性能。其弹性仅次于天然橡胶,但不具有抗矿物油、动植物油的腐蚀性能。用于汽车零件、电气制品、O型圈等。三元乙丙橡胶短期使用温度极限为-57℃~+150℃。

  (5)硅橡胶—VMQ

  硅橡胶较其他橡胶材料其机械性能较差,所以主要用于静态密封,其具有很好的耐高、低温、耐风化、氧化、臭氧和抗老化性能及优异的透气及绝缘性能。可用于汽车、电子、医疗设、热气设备、矿物油和食品加工等行业。硅橡胶短期使用温度极限为-70℃~+300℃。

  (6)热塑性橡胶

  热塑性橡胶材料制作的密封材料主要用于档圈、支撑环、导向环、轴承、衬套和工程零部件。热塑性橡胶材料具有良好的耐高温和抗腐蚀性,在高速工况条件下仍能保持良好的密封效果,并能承受很高的径向负荷。

  (7)纯四氟乙烯橡胶

  纯四氟乙烯是在四氟乙烯的基础上制成,具有广泛的应用价值。纯四氟乙烯橡胶具有优异的抗化学腐蚀性能,只有在高温时在熔融碱金属和氟中才会被侵蚀。纯四氟乙烯橡胶易受压变形,并能吸收相对较低的压力负荷。适合于食品工业、卫生保健和制药等行业。


密封轴承和开式轴承的极限转速比较

  密封轴承是一类使用非常广泛的滚动轴承,其主要特点是能有效地防止外界异物、水分等有害物质侵入轴承的内部,破坏润滑,降低轴承的使用寿命。  一般密封轴承与同类开放式轴承并无太大的结构区别,而在使用性能上,特别是轴承运行速度的选择上应加以注意。密封型深沟球轴承的极限转速与轴承的密封结构形式有关,接触式密封轴承其密封件的唇口与旋转的轴承套圈相接触,因此接触式密封轴承虽然具有良好的密封性能,但接触式密封轴承在运行过程中,轴承的内部摩擦、温升、启动力矩都比同类开放式、防尘盖和非接触式轴承要大,所以接触式密封轴承的极限转速相对比同类轴承的极限转速要低。一般接触式深沟球轴承的极限转速为同类开放式轴承的极限转速的60-70%。  对于微预压、微接触型密封轴承其具有良好的密封性能,同时在密封接触处的摩擦很小,所以微预压、微接触型密封轴承的极限转速与开发式及防尘盖结构轴承相同。

2026-06-02

滚动轴承运转过程中惯性力矩(陀螺力矩)分析

  对于接触角不等于零的推力向心轴承当其自转及公转时,滚动体将受到离心力作用的同时,还会受到惯性力矩(又称为陀螺力矩)的作用(如下图),在推力球轴承中,惯性力矩将使钢球相对套圈滚道产生回转滑动,引起滚道和滚动体擦伤。在推力向心球面滚子轴承中,由于回转力矩的作用,将使滚子倾斜,使座圈和轴圈分开。接触角越大,转速越高,惯性力矩就越大,当惯性力矩大于滚道对滚动体的摩擦力矩时,就会发生回转滑动。因此防止惯性力矩引起的回转滑动,必须增大滚动体与滚道的摩擦力矩或实施预压。  向心轴承在水平安装时,由于轴承的内部游隙的存在,轴承内存在着承载区域与空载区域。当滚动体进入承载区域时,其将与内外滚道正常接触,当滚动体进入空载区域时,滚动体将处于无“约束”状态,原则上滚动体不会与外圈滚道面接触,仅与内滚道面有滑动摩擦。但轴承处于高速旋转状态时,由于离心力的作用,滚动体会靠向外圈滚道面,并发生摩擦运动。高速轴承在设计、安装使用、润滑、散热等应该考虑滚动体的惯性力及离心力所导致的运动摩擦现象。

2026-04-20

XR678052交叉圆锥滚子轴承结构特性、加工工艺及应用特点

  交叉圆锥滚子轴承是交叉圆柱滚子轴承的优化变形结构,核心滚动体为圆锥滚子,相邻滚子呈90°交叉排列,且圆锥滚子滚动面的延长线交点精准落在轴承回转线上。该结构设计使滚动体工作过程中实现纯滚动运动,彻底规避滚子与滚道间的相对滑动问题,相较于传统交叉圆柱滚子轴承,具备极限转速更高、摩擦力矩更小的显著优势。  为适配装配与精度调节需求,该类轴承普遍采用可拆分式结构,内圈或外圈分为上下可分离结构,便于滚子安装及轴向游隙调整。同时,轴承采用负游隙设计,无外部载荷工况下,滚道与滚动体之间已形成稳定接触应力;受载后仍可保持理想接触状态,使滚动体受力均匀,有效解决传统交叉圆柱滚子轴承滚动体滑动量大、滚道边缘硬度低、高接触应力下易剥落损坏的缺陷,大幅提升运转平稳性与使用寿命。  另外,交叉圆锥滚子轴承结构紧凑、空间利用率高、用材成本低,具备优异的抗倾覆力矩能力,可同时承受轴向力、径向力及倾覆力矩,动载荷承载性能突出,是精密机床转台的核心适配轴承。  该系列轴承将滚子十字交叉排列安装于滚道内,相邻滚子朝向相反,滚子之间配置隔离块,同时加装支撑垫片,使两列滚子可集成布置于同一狭小空间,大幅压缩轴承整体体积,实现结构紧凑化,有效节省设备安装空间与原材料成本。独特的锥形几何结构与夹角设计,轴承有效承载跨度远超自身实际宽度,在小空间布局下实现超高刚度与超高旋转精度,进一步强化了轴承的综合承载与精密运转性能。  在内部结构参数设计过程中,以降低接触区域应力、延长轴承使用寿命为核心目标,优化选取各项设计参数。其中,滚子直径对轴承整体性能影响较大,在满足装配尺寸、结构尺寸规范的前提下,优先合理增大值,是改善轴承接触应力、提升疲劳寿命的设计方案。  叉圆锥滚子轴承凭借高精度、高刚性、高转速、低摩擦、复合重载的综合性能优势,适配各类高端精密装备工况,目前已广泛应用于高速立式车床、高精度回转工作台、军工雷达设备、立式镗床、精密磨床主轴等核心领域,是高端精密机械传动系统的关键基础零部件。  结合结构设计与工作原理,交叉圆锥滚子轴承综合性能优异,应用特点如下:  (1)高精度性能。产品精度等级可达P4、P2级,能够满足高端精密装备的高精度回转、定位需求,运转误差极低。  (2)超高刚性。轴承自带预载荷结构,可有效抑制工作过程中的形变与振动,提升设备整体运转稳定性。  (3)复合高承载。可同时适配轴向载荷、径向载荷及倾覆载荷等复杂受力工况,适配多场景重载工作需求。  (4)高转速特性。依托纯滚动运动形式,彻底消除滑动摩擦损耗,极限转速远优于传统交叉圆柱滚子轴承,适配高速运转工况。  (5)低摩擦特性。整体摩擦力矩显著低于交叉圆柱滚子轴承,传动损耗小、发热低,有效提升设备运行效率。

2026-05-25
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