来源：斯凯孚商业技术杂志

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自从元宝app官网-元宝app官网(中国)使用内置密封后，其可靠性发生了巨大变化，特别是在污染环境中。如今，凭借新的密封设计，SKF Explorer小型密封球面滚子元宝app官网-元宝app官网(中国)的性能更佳，可为众多应用带来更大优势。

概要

通过研究如何改进元宝app官网-元宝app官网(中国)密封的性能，SKF研发出适用于小型球面滚子元宝app官网-元宝app官网(中国)更好的密封。这种新密封仅用单一设计就一应俱全，代替了三种不同的密封解决方案。对SKF最大外径为180mm的小型球面滚子元宝app官网-元宝app官网(中国)产品来说，未来将采用经济的新密封设计，降低在众多应用中的维护需求，并延长维修周期，提高整体性能。

SKF工程师决定重新设计SKF球面滚子元宝app官网-元宝app官网(中国)的密封，其主要目的有两个：一是提高密封性能，二是改进制造工艺（图1）。

图1

在项目进入开发阶段之前，工程师先设定了新密封元宝app官网-元宝app官网(中国)的功能要求，特别是元宝app官网-元宝app官网(中国)功能以及元宝app官网-元宝app官网(中国)与密封的相互影响。球面滚子元宝app官网-元宝app官网(中国)性能设计专家与密封性能设计专家携手合作，使用各种设计和开发工具，包括使用以原型构建和试验验证为基础的计算机模拟，来创建新的密封。

上世纪90年代初，SKF首次推出了密封球面元宝app官网-元宝app官网(中国)。这种元宝app官网-元宝app官网(中国)取得了巨大成功，标准产品范围多达100多种。在改进设计取得显著成效之后，SKF在大多数小型球面滚子元宝app官网-元宝app官网(中国)尺寸范围中也推出了新的密封设计作为标准产品。这种全新的密封元宝app官网-元宝app官网(中国)可用于电梯、起重机、通风机、食品和饮料加工设备等众多领域，机场的行李输送系统也是非常典型的应用之一。

在性能方面：

新密封能把密封摩擦降低50%，进而将元宝app官网-元宝app官网(中国)总摩擦降低20%，工作温度最高降低20℃。与之前尺寸相同的SKF密封元宝app官网-元宝app官网(中国)相比，使用新设计的密封元宝app官网-元宝app官网(中国)的极限转速提高了一倍。此外，由于润滑剂的使用寿命更长，新密封设计能降低维护需求，在多项应用中无需补充润滑。

目前，SKF在小型球面滚子元宝app官网-元宝app官网(中国)中主要使用三种设计的密封，它们都将被新设计的密封所代替。新密封的型号后缀为RS，共有37种外径不大于180mm的元宝app官网-元宝app官网(中国)将受益于新的密封解决方案（图2）。

图2

新密封设计面面观

有两种密封材料可供选择，它们是由两种不同的橡胶化合物制成：丁腈橡胶和氢化丁腈橡胶。丁腈橡胶具有优异的工程特性，是一种通用的密封唇材料。它是用丙烯腈和丁二烯制成的共聚物，对多数矿物油及以矿物油为基油的润滑脂、汽油、柴油和轻质燃料油等燃料、动物油和植物油及脂肪、以及热水具有出色的耐腐蚀性。氢化丁腈橡胶是丙烯腈和丁二烯进行加氢处理后制成的饱和共聚物，适用于脂肪烃和矿物油应用，其物理性质和化学性质会因聚合物的构成而发生变化。

从本质上说，密封性能的改进得益于三个设计因素（图3）。外圈上的新密封沟槽设计改善了密封的夹持性，使其更加贴合，并且易于安装。首先，它能实现较高的夹持力，从而降低了密封在所嵌入的沟槽内转动的风险。其次，全新设计的橡胶密封端面，能更好耐腐蚀和防划伤。最后，新密封唇的接触压力得到优化，有助于降低密封摩擦力矩。“SKF密封设计师”工具对该解决方案进行了标准化。

图3

减少摩擦力矩能获得更高转速，同时不损坏密封唇。新的极限转速以密封唇口线速度为10 m/s作为设定值，而之前密封元宝app官网-元宝app官网(中国)的极限转速设为开式元宝app官网-元宝app官网(中国)极限转速的20%左右。对大多数元宝app官网-元宝app官网(中国)来说，这意味着极限转速是以前的两倍左右。

当所选的密封球面滚子元宝app官网-元宝app官网(中国)运行在高速条件下时，保证工作温度不超过密封材料的最大建议温度很重要。标准丁腈橡胶材料（后缀RS）的极限温度为90℃，氢化丁腈橡胶材料（后缀RS5）为150℃。降低元宝app官网-元宝app官网(中国)密封的摩擦力矩可减少发热，从而相应地降低工作温度。在典型运行条件的测试中，带有新设计密封的元宝app官网-元宝app官网(中国)温度下降约15至20℃（图4）。在实际应用中，较低的工作温度意味着润滑脂老化速度减缓，相应的补充润滑周期变长。工作温度降低15℃，补充润滑周期会翻倍。延长补充润滑周期另外一个好处是，更多元宝app官网-元宝app官网(中国)在运行中无需补充润滑。

图4

严格的测试程序

SKF进行了严格的测试，以确认新密封设计的性能，包括在不同转速下对三种不同尺寸元宝app官网-元宝app官网(中国)的密封摩擦力矩进行测试（图5）。测试发现，密封摩擦平均降低了约50%。亚利桑那粉尘测试是衡量密封抗污染能力非常成熟的的方法。该测试在一个集尘室内进行，测量元宝app官网-元宝app官网(中国)内污染物的数量。结果显示，新密封唇与当前使用的密封设计一样高效，在抗干燥污染物方面甚至性能更佳。

图5

为确保密封能牢固地嵌入外圈，研究人员进行了三次试验来验证其夹持情况。结果显示，密封夹持性得到了改善（图6）。

图6

SKF提供的密封球面滚子元宝app官网-元宝app官网(中国)已经预先填充了润滑，可直接安装。橡胶密封需要润滑剂，而在密封球面滚子元宝app官网-元宝app官网(中国)中，密封是用元宝app官网-元宝app官网(中国)的润滑脂来润滑的，因此少量润滑剂溢出是正常的。影响润滑剂泄露的因素包括转速、温度、轴的不对中以及安装方向，因此很难提前估计泄露量。

在电梯的典型应用条件下进行的测试表明，新密封的润滑脂保持性能与目前密封设计完全一样。

益处多多

综上所述，新密封设计改进了密封性能，从而使更多应用无需补充润滑。新的设计除了帮助SKF自身提高生产效率，在性能和延长使用寿命方面也能让最终用户受益匪浅。