軸承是怎樣防塵的
01
滾動(dòng)軸承密封概述
這個(gè)問(wèn)題換一個(gè)說(shuō)法就是：軸承自身的污染防護(hù)能力是如何實(shí)現(xiàn)的。由于問(wèn)題中沒(méi)有指明是什么軸承，因此我針對(duì)大多數(shù)情況進(jìn)行介紹。
并不是所有的滾動(dòng)軸承都具有對(duì)污染的防護(hù)能力的。多數(shù)軸承是工作于軸承室之內(nèi)的，因此軸承室的環(huán)境就是軸承的工作環(huán)境，對(duì)污染的防護(hù)是通過(guò)軸承室的密封實(shí)現(xiàn)的。軸承室的密封主要是在軸承蓋和轉(zhuǎn)軸之間添加密封件，密封件形式可以有很多種，比如：迷宮密封、橡膠骨架密封、毛氈密封等等。可以參考密封件專(zhuān)門(mén)的設(shè)計(jì)指導(dǎo)。
對(duì)于滾動(dòng)軸承自身而言，也有一些軸承設(shè)計(jì)自身帶有污染防護(hù)設(shè)計(jì)。自帶防護(hù)的軸承主要是中小尺寸深溝球軸承，以及部分調(diào)心滾子軸承。
滾動(dòng)軸承的密封設(shè)計(jì)是在軸承外圈和內(nèi)圈之間添加密封件（或者防塵蓋），一般常見(jiàn)的設(shè)計(jì)是密封件與軸承外圈固定，密封唇口與軸承內(nèi)圈之間設(shè)計(jì)密封結(jié)構(gòu)。
02
密封的滾動(dòng)軸承設(shè)計(jì)
滾動(dòng)軸承的密封設(shè)計(jì)之所以設(shè)置在唇口與內(nèi)圈之間的原因是為了減小密封唇口與密封面之間的相對(duì)線速度。相同轉(zhuǎn)速的軸承，內(nèi)圈外表面的線速度小于外圈內(nèi)表面（由于旋轉(zhuǎn)半徑不同），因此選擇內(nèi)圈外表面更有利于減少密封唇口的磨損。
軸承常用的密封結(jié)構(gòu)包括防塵蓋和密封蓋。
防塵蓋的設(shè)計(jì)通常是一個(gè)將一個(gè)金屬的防護(hù)蓋安裝于軸承外圈內(nèi)側(cè)，防塵蓋內(nèi)側(cè)與內(nèi)圈外表面留出很小的間隙，避免較大的污染顆粒進(jìn)入。如下圖所：
從具防塵蓋的軸承結(jié)構(gòu)不難看出，此類(lèi)軸承的密封件只能防護(hù)一定大小的固體污染顆粒，對(duì)于液體污染以及尺寸很小的固體污染顆粒不能提供很好的密封保護(hù)。通常適用于外界環(huán)境相對(duì)較好的工況環(huán)境。帶密封件的軸承通常使用骨架密封。
骨架密封就是在內(nèi)部是一個(gè)金屬骨架，外部涂裝其他材質(zhì)的密封。通常密封件材質(zhì)使用丁腈橡膠材料。丁腈橡膠有較好的耐磨性，同時(shí)使用溫度比較適合一般的工況。如下圖所示：
帶密封件的軸承密封結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)在不同品牌中存在不同的設(shè)計(jì)。具體設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)和優(yōu)缺點(diǎn)視具體結(jié)構(gòu)而定，可以咨詢(xún)相應(yīng)的供應(yīng)商。但是總體上，帶密封件的滾動(dòng)軸承，由于密封唇口和被密封表面是接觸的（可能是輕度接觸，也可能是較重的接觸），因此具有較好的防護(hù)能力，具有一定的防止液體污染能力。但是與此同時(shí)，唇口與被密封表面的摩擦力也會(huì)帶來(lái)額外發(fā)熱。在選型的時(shí)候需要在密封件摩擦發(fā)熱與密封效果之間進(jìn)行權(quán)衡。
作為密封材料的丁腈橡膠本身耐磨性也有一定的限值范圍。通常唇口表面接受的最大線速度為15m/s，對(duì)于更高的相對(duì)轉(zhuǎn)速，則需要使用更加耐磨的密封材料。
丁腈橡膠的一般使用溫度范圍為-30℃到120℃，涵蓋了多數(shù)工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域。具體的溫度范圍根據(jù)配方不同可能存在較小差異，軸承使用者可以向供應(yīng)商提供具體數(shù)值。在低于溫度范圍的時(shí)候材質(zhì)會(huì)變得硬脆，容易損壞；在高于應(yīng)用溫度范圍的時(shí)候，材質(zhì)會(huì)軟化，碳化等，最終也會(huì)出現(xiàn)提早失效損壞。