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轴承密封圈手册

轴承密封圈手册2015

安徽库伯密封技术有限公司

轴承密封圈产品手册

1、轴承密封圈的简介

1.1、概述

轴承密封圈是一种用于轴承密封的密封件，它具有保护密封介质不泄露，防止泥水的功能；大部分轴承密封圈由橡胶体、骨架组合而成。

本手册主要介绍轴承密封圈的分类、加工、验收、包装和运输等要求。

1.2、轴承密封圈的主要应用场所

轴承密封圈的应用场所非常广泛，主要是用于工业、汽车、铁路、矿山机械以及航空航天等，我们主要介绍汽车和工程机械用轴承密封圈，主要包括以下八个方面：

1）用于密封汽车轮毂轴承；

2）用于密封汽车皮带轮轴承；

3）用于密封汽车离合器轴承；

4）用于密封汽车水泵轴承；

5）用于密封汽车传动轴轴承；

6）用于密封汽车转向管柱轴承；

7）用于密封汽车节气门滚针轴承；

8）用于密封工程机械轴承等场合。

1.3、轴承密封圈密封的主要介质

轴承在润滑时为了操作简单，更换轧辊方便，一般的轴承采用油脂润滑，特殊的轴承也有采用油气润滑，因此轴承密封圈主要密封的介质是矿物润滑脂、合成润滑脂和动植物油脂等。

1.4、轴承密封圈密封的主要特点

1）有良好的密封能力和防尘能力；

2）高可靠性的功能；

3）产品容易安装；

4）低摩擦；

5）运行噪声低等。

2、轴承密封圈的型式、规格

2.1、轴承密封圈的种类

中鼎轴承密封圈有以下五种型式，其字母符号表示如下：

D——外径

d1——主唇内径

d2——副唇内径

H——高度

图1.轴承密封圈分类

2.2轴承密封圈的规格定义

轴承密封圈的规格代码用轴承密封圈的最小内径（d1）、最大外径（D）、产品高度H表示，标识方式为“d1×D×H”如表1所示。

d1/mm

D/mm

H/mm

规格代码

14.4

59.4

79.8

19.6

63.7

101.05

4.5

4.5

16

14.4×19.6×4.5

59.4×63.7×4.5

79.8×101.05×16

表1

如：

轴承密封圈最小内径为∮14.4mm，最大外径为∮19.6mm，产品高度为4.5mm，则产品

规格定义为14.4×19.6×4.5。

3）中鼎轴承密封圈的标记符号由“模腔代码、规格代码及中鼎标识ZD”等组成，如果客户有特殊标记的，则按照客户要求执行。

3、轴承密封圈的工作原理

轴承密封圈的工作原理和旋转油封的密封原理大致是一致的，通过轴承密封圈的密封唇口与轴承内圈的外径表面形成密封带来产生密封。

该密封带如图2所示：

图2.轴承密封圈密封带

图3.轴承密封圈装配总成图

4、轴承密封圈的设计

4.1轴承密封圈橡胶材料的设计

1）轴承密封圈对密封材料的一般要求：

轴承密封圈密封材料应满足密封功能的要求。

由于被密封的介质不同，以及设备的工作条件不同，要求密封材料的具有不同的适应性。

对密封材料的要求一般是：

1）材料致密性好，不易泄露介质；

2）有适当的机械强度和硬度；

3）压缩性和回弹性好，永久变形小；

4）高温下不软化，不分解，低温下不硬化，不脆裂；

5）抗腐蚀性能好，在酸，碱，油等介质中能长期工作，其体积和硬度变化小，且不粘附在金属表面上；　　

6）摩擦系数小，耐磨性好；

7）具有与密封面结合的柔软性；

8）耐老化性好，经久耐用；

　9）加工制造方便，价格便宜，取材容易。

除橡胶外，适合于做密封材料的还有石墨等，聚四氟乙烯以及各种密封胶等。

2）安徽库伯常用密封材料及其性能：

安徽库伯常用轴承密封圈橡胶材料及其性能如下表：

序号

橡胶名称

国际标准代号

中鼎代号

主要性能

1

丁腈橡胶

NBR

N

1.耐油、耐溶剂、耐水；

2.耐碱及弱酸性能好；

3.电绝缘性差；

4.使用温度范围：

-45ºC——+120ºC

2

氢化丁腈橡胶

HNBR

M

1.特点是机械强度和耐磨性高。

耐热性比NBR好，价格较高；

2.使用温度范围：

-30ºC——+150ºC

3

氟橡胶

FKM

F

1.耐热性好，最高可达300℃；

2.耐油性是所有耐油橡胶中最好的；

3.耐腐蚀、臭氧、耐辐射、耐高真空；

4.使用温度：

-20ºC——+250ºC

4

丙烯酸酯橡胶

ACM

A

1.耐热氧老化性能优异；

2.耐矿物油、植物油和合成润滑油等；

3.使用温度范围：

-30ºC——+175ºC

表2橡胶材料性能表

3）轴承密封圈橡胶材料特点：

丁腈橡胶（NBR）

丁腈橡胶（NBR）是“通用”的密封件材料。

这种用丙烯腈和丁二烯生产的共聚物对下列介质表现出良好的承受性：

——大部分矿物油和矿物油基的油脂

——通常的燃料：

汽油、柴油和轻加热用油

——动植物油和脂肪

——热水

丁腈橡胶密封唇能允许短时间在无油的情况下运作。

工作温度范围在-40至＋100度之间；短时间可以容许高达摄氏+120度的温度。

在较高温度下，材料会硬化。

氢化丁腈橡胶（HNBR）

氢化丁腈橡胶（HNBR）的耐磨特性明显地比丁腈橡胶好，因此用这种材料制造的密封件有较长的使用寿命。

氢化丁腈橡胶在热油或臭氧中也更耐热、抗老化和抗硬化。

空气中混合的油雾可能对密封件寿命有负面影响。

工作温度的上限是摄氏+150度，高于普通丁腈橡胶。

氟橡胶（FKM）

氟橡胶（FKM）的特点是耐热性与耐化学腐蚀性高。

它们的抗老化与抗臭氧性很好，密闭性好。

它们即使在恶劣的环境条件下都有极好的耐磨特性，可以承受高达摄氏+200度的工作温度。

用这种材料制造的密封件可以容许密封唇短时间干运行。

氟橡胶还对油、液压用液体、燃料、润滑剂、无机酸以及脂族与芳香烃有抵抗作用，这些物质会使其它材料制造的密封件失效。

在有酯、醚、酮、某些胺和热无水氢氟化物的场合，不应使用氟橡胶。

温度超过摄氏300度时，氟橡胶散发出危险的烟雾。

由于处理用氟橡胶制造的密封件构成潜在的安全风险，务必考虑下面提到的安全预防措施。

对氟橡胶的安全建议

氟橡胶在高达摄氏+200度的正常工作条件下非常稳定、无害。

但是，如果是暴露在超过摄氏300度的极高温度，例如火或气切割的火焰，氟橡胶密封件会散发出有害的烟雾。

这些烟雾若被吸入可能有害，对眼睛也可能有害。

此外，密封件一旦被加热到这么高的温度，即使在冷却之后，处理它们都有危险，不应接触皮肤。

如果无意中接触了密封件，用肥皂和大量的水洗手，用大量的水冲洗眼睛，并且立即就医。

如果已经吸入烟雾，立即就医。

丙烯酸酯橡胶（ACM）

丙烯酸酯橡胶（ACM）具有优越的耐矿物油和耐高温氧化性能,其耐油性仅次于氟胶，而与一般中高丙烯晴含量的丁腈橡胶相似。

最高使用温度180℃，丙烯酸酯橡胶还具有优良的抗臭氧性、气密性、耐屈挠和耐裂口增长性，以及抗紫外线变色性等。

4）安徽库伯轴承标准橡胶材料的物理性能

本标准按规定的中鼎常用的4种轴承密封圈的材料，包括ACM、NBR、FKM、HNBR橡胶材料的物理性能,注意：

以下标准仅规定了轴承密封圈橡胶材料的要求，不涉及轴承密封圈的尺寸和外观要求。

a）ACM材料性能要求（A761KC）

物理性能

单位

指标

实测值

试验方法

硬度（邵尔A型）

度

70±5

67

ASTMD2240-05

扯断强度

MPa

≥8

12.7

ASTMD412-98a

（2002）e1

扯断伸长率

%

≥200

238

热空气老化150℃×70h

硬度变化

度

+10以内

+3.6

ASTMD573-03

扯断强度变化

%

-25以内

+11.9

扯断伸长率变化

%

-30以内

-24.9

耐№.1油

150℃×70h

硬度变化

度

-15以内

+2

ASTMD471-98

扯断强度变化

%

-20以内

-1.5

扯断伸长率变化

%

-40以内

-26.6

体积变化

%

-5～+5

-0.7

耐№.3油

150℃×70h

硬度变化

度

0～-30

-11

扯断强度变化

%

-60以内

-39.2

扯断伸长率变化

%

-30以内

-22.5

体积变化

%

+50以内

+12.6

150℃×70h25%压缩永久变形

%

≤60

22.1

ASTMD395B-03

b）FKM材料性能要求（F766K）

序号

试验项目

单位

指标

实测值

试验方法

1

供货状态23±2℃

1.1

硬度（邵尔A型）

度

75±5

73

ASTMD2240

1.2

扯断强度

Mpa

10min

12.8

ASTMD412

1.3

扯断伸长率

％

150min

263

2

热空气老化250℃×70h

ASTMD573

2.1

硬度变化

度

+10max

+3

2.2

扯断强度变化

%

-25max

-9.8

2.3

扯断伸长率变化

％

-25max

-2.6

3

耐燃油C23℃×70h

ASTMD471

3.1

硬度变化

度

±5

-3

3.2

扯断强度变化

%

-25max

-12.4

3.3

扯断伸长率变化

％

-20max

-10.9

3.4

体积变化

％

0～+10

-5.8

4

压缩变形200℃×22h

％

50max

16.6

ASTMD395B

5

耐IRM903油150℃×70h

ASTMD471

5.1

体积变化

％

+10max

+2.3

c）NBR材料性能要求（N7299K）

序号

试验项目

单位

指标

实测值

试验方法

1.基本物性

1.1

硬度（邵尔A型）

度

75±5

74

GB/T531

1.2

扯断强度

Mpa

10min

12.9

GB/T528

1.3

扯断伸长率

％

150min

462

2.热空气老化100℃×70h

2.1

硬度变化

度

+10max

+4

GB3512

2.2

扯断强度变化

%

-20max

+6.5

2.3

扯断伸长率变化

％

-50max

-16.7

3.耐№.1油100℃×70h

3.1

硬度变化

度

-5～+10

+6

GB/T1690

3.2

体积变化

％

-10～+5

-7.5

4耐№.3油100℃×70h

4.1

体积变化

％

+20max

+5.3

GB/T1690

4.2

硬度变化

度

-10～+5

-4

GB/T1690

5

100℃×70h25%压缩永久变形

％

50max

31.9

GB/T7759

6

脆性温度

℃

不高于-35

-36.6

GB/T1682

d）HNBR材料性能要求（M734K）

序号

试验项目

单位

指标

实测值

试验方法

1

供货状态23±2℃

1.1

硬度（邵A）

度

70±5

67

ASTMD2240

1.2

扯断强度

Psi

2300min

2574

ASTMD412

1.3

扯断伸长率

％

250min

363

2

25％恒定压缩永久变形150℃×22h

％

60max

32.6

ASTMD395B

3

热空气老化150℃×70h

ASTMD573

3.1

硬度变化

度

+10max

+4

3.2

扯断强度变化

％

-20max

+3.9

3.3

扯断伸长率变化

％

-25max

-16.3

4

耐蒸汽性150℃×100h

ASTMD471

4.1

硬度变化

度

+10max

+5

4.2

扯断强度变化

％

-30max

-10.3

4.3

扯断伸长率变化

％

-15max

-8.6

4.4

体积变化

％

+20max

+6.2

5

耐臭氧40℃×50pphm×20％×70h

无裂纹

无裂纹

ASTMD1171

4.2安徽库伯轴承密封圈骨架的材料性能

中鼎轴承密封圈骨架一般常用冷轧钢板冲压而成，材料选用ST12或SPCC（但也有少数产品骨架材质采用65mn和不锈铁）。

钢板的化学成份及物理工艺性能应符合Q/BQB403规定。

其外形尺寸及表面质量应符合GB/T9877标准规。

钢材料性能指标如下表：

骨架材料技术指标（DC01）

骨架材料技术指标

抗拉强度σb（Mpa）

屈服点（Mpa）

伸长率%

硬度HR

HRB

HRF

HR30T

270-410

≤280

≥28

≤65

≤94

≤60

化学元素含量≤（%）

Cu

Mn

P

C

S

Ni

Cr

As

Sn

0.15

0.50

0.035

0.10

0.035

0.10

0.10

0.05

0.05

表3

骨架材料技术指标（65mn）

骨架材料技术指标

抗拉强度σb（Mpa）

屈服点（Mpa）

伸长率%

断面收缩率

硬度HB

热轧

退火

≥735

≥431

≥9

≥30

≤285

≤229

化学元素含量≤（%）

Cu

Mn

P

C

S

Ni

Cr

Si

0.25

1.2

0.035

0.70

0.035

0.30

0.25

0.37

表4

骨架材料技术指标（SUS430）

骨架材料技术指标

抗拉强度σb（Mpa）

屈服点（Mpa）

伸长率%

断面收缩率

硬度

HBS

HRB

HV

≥450

≥205

≥22

≥50

≤183

≤88

≤200

化学元素含量≤（%）

Cu

Mn

P

C

S

Ni

Cr

Si

------

1.2

≤0.04

0.12

≤0.03

≤0.6

16-18

≤0.75

表5

5、轴承密封圈的检验规则及外观要求

5.1轴承密封圈的检验规则

轴承密封圈的检验规则如下：

1）同班同机台生产的胶料为一批；

2）每批抽取一车进行胶料的硬度、拉伸强度和扯断伸长率的试验；

3）胶料的热空气老化、压缩永久变形、耐液体、脆性温度、黏合强度等每季度抽检一次；

4）密封圈尺寸按照GB/T2828.1-2003，采用一般检查水平为II，接受质量限为4.0进行抽检，客户有特殊要求的除外；

5）外观质量按照100%进行普检；

6）当有下列情况之一时，需要进行全项性能检验：

a.首批进行供货时；

b.材料和生产工艺发生改变时；

c.正常生产每年度时；

d.用户要求时。

5.2轴承密封圈的外观检验要求

一般轴承密封圈的外观检验要求如下表：

序号

缺陷

要求

外径≤80mm的密封圈

外径＞80mm的密封圈

1

表面凹凸

高度不允许高于0.20mm

高度不允许高于0.20mm

面积不允许超过0.5mm2

面积不允许超过1.0mm2

数量不允许多于1处

数量不允许多于1处

2

表面划痕

长度不允许大于2mm

长度不允许大于3mm

深度不允许超过0.03mm

深度不允许超过0.05mm

3

合模缝错位

不超过0.08mm

不超过0.08mm

4

胶边

不允许超过0.10mm

5

表面气泡

直径不允许超过0.5mm，数量不多于2处

6

表面杂质

不允许超过0.5mm2，数量不多于2处

7

缺料

不允许

8

骨架外露部分划痕

长度不允许大于2mm，宽度不允许超过0.20mm，深度不允许超过0.05mm，数量不允许多于2处

以上是一般轴承密封圈的外观检验要求（客户对产品外观未规定的情况下），客户对外观有要求的，则按照客户要求执行

表6

6、轴承密封圈产品包装、运输和贮存

轴承密封圈产品的包装、运输和贮存请参照油封产品的包装、运输及贮存标准，只是贮存期限与油封制品不一致，轴承密封圈的贮存期限一般为一年。

7、安徽库伯轴承密封圈系列

7.1安徽库伯轴承密封圈主要种类

图1.工程机械轴承密封圈图2.汽车离合器分离轴承密封圈

图3.汽车节气门滚针轴承密封圈图4.汽车转向管柱轴承密封圈

图5.汽车皮带轮轴承密封圈图6.汽车水泵轴承密封圈图7.汽车传动轴轴承密封圈

图8.汽车轮毂轴承密封圈

7.2安徽库伯轴承密封圈现有标准系列

中鼎根据现有模具对轴承密封圈进行分类统计，总结出现有轴承密封圈标准系列以供选用，如果有符合使用要求的可以直接选用，如果没有可以与中鼎协商开发。

安徽库伯轴承密封圈标准系列