滚珠丝杠密封件:类型、选项和应用

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所属分类:密封百科
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滚珠丝杠的应用范围很广,其中许多应用会使丝杠和螺母组件受到灰尘、碎屑或液体形式的有害污染。和任何在金属滚道上使用金属球(或滚子)的轴承一样,滚珠丝杠在暴露于固体污染物时会经历磨粒磨损,而液体污染物会干扰正常润滑——这两种情况都会降低组件的预期寿命并可能导致灾难性故障。

保护滚珠丝杠免受污染的一种方法是将它们完全封闭在波纹管或伸缩式外壳中。但是波纹管或伸缩盖的适用性应该仔细评估,因为它们收缩和膨胀引起的负气压和正气压会“吸入”颗粒。这种气流还可能导致环境中原本静止的颗粒在空气中传播,从根本上“搅动”有害的灰尘和碎屑。

滚珠丝杠密封件:类型、选项和应用

波纹管和伸缩盖可以完全包围滚珠丝杠组件,但其收缩和膨胀产生的气流可能会产生问题

在大多数应用中,保护滚珠丝杠免受污染的最佳方法是在滚珠螺母的每一端使用密封件

制造商使用不同的术语来描述各种滚珠丝杠密封选项,但大多数提供三种基本类型的密封:非接触式、全接触式和高性能版本。

非接触式滚珠丝杠密封件

顾名思义,非接触式密封件在密封件和螺杆轴之间留有很小的间隙,最常见的设计是塑料迷宫式密封件。密封件和螺杆轴之间没有接触意味着这些设计不会增加摩擦和运行扭矩。但是,它们可以让较小的颗粒和液体进入滚珠螺母,因此它们主要用于污染物呈较大固体颗粒形式的环境。

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迷宫式密封件在密封件和螺杆轴之间留有微小间隙,因此它们不会增加摩擦或驱动扭矩

全接触式滚珠丝杠密封件

与滚珠丝杠轴外径接触的密封有多种形式。最简单的是刷式密封。虽然刷子不能与丝杠轴提供紧密、连续的密封,但它们在擦拭或刷掉较大的污染物并防止它们进入滚珠螺母方面非常有效。刷子通常与其他类型的全接触密封件一起使用,例如唇形密封件或带有预加载“手指”的分段密封件。

唇形密封件和分段式密封件均设计为与螺杆轴的滚道完全接触,对细小颗粒(如陶瓷粉尘)和液体提供出色的密封。分段式密封件通常使用弹簧机构将突出的“手指”预加载到螺杆轴上。唇形密封件成型为与螺杆横截面相匹配的轮廓,确保密封件和螺杆轴之间没有间隙。

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当主要污染物是较大的颗粒(如木屑或金属屑)时,刷子是一个不错的选择

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分段式擦拭器使用一个环形弹簧来确保突出的 "手指 "与螺杆轴保持接触

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全接触唇形密封件的内部轮廓与螺杆轴的横截面完全匹配

重要的是要注意,尽管全接触式密封提供了最好的防止细颗粒和液体的保护,但它们确实会增加摩擦和拖曳扭矩,在确定电机尺寸和选择电机时应考虑到这一点。这种额外的摩擦也会产生热量,从而影响润滑。

密封件被认为是滚珠丝杠组件中的维护部件,它们相对容易目视检查和更换。如果密封材料退化,或者接触式密封件的配合松动,更换是一种简单、低成本的程序,可以防止螺钉组件损坏或故障。

高性能滚珠丝杠密封件

每个制造商都有自己的“高性能”密封件或特殊条件下的密封件。这些范围从双唇和三唇密封,到两种或多种密封类型的组合,再到专为低摩擦操作设计的全接触式密封。尽管标准滚珠丝杠密封件通常由 Viton(科慕制造的一种 FKM)制成,但制造商提供其他材料,例如 EPDM,可以承受极端高温和低温并防止特定化学品。

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通过独特的凹槽设计和双凹槽结构提高了负载能力通过延长总长度和增加负载电路的数量,提高了刚性

密封加润滑

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滚珠丝杠的密封和润滑是齐头并进的,许多滚珠丝杠制造商现在提供密封装置,这些装置还可以为丝杠储存和提供润滑脂,从而在防止污染的同时增加维护的间隔时间。

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