现在市面上普遍使用的旋转接头都是接触式止漏,其致命的弱点是寿命低,不稳定。非接触式密封的旋转接头与其它旋转接头相比有不可比拟的优势。由于采用非接触式密封,密封处不会磨损,因此该密封具有设计结构简单、使用寿命长、运行可靠的特点,而且几乎不需要维修保养,基本上不会泄漏,有利于节约能源和保持工厂环境的清洁。因此该新型旋转接头具有非常好的市场前景，江晟公司在此项技术的研究上投入了大量的人力物力并取得了相当丰硕的成果，抓住了市场先机。非接触密封是通过在被密封的流体中产生压力降来达到密封的目的,且容许通过一定的间隙产生最小的泄漏量,而不影响系统中运动件的旋转运动。非接触密封能够有效地保持系统内与系统外的大气之间的压力差,这一压差是通过密封对泄漏流体的节流作用形成的。
在非接触密封中不存在密封件与运动部件之间的摩擦,因此也就没有磨损。该密封具有设计结构简单、耐用、运行可靠的特点,而且几乎不需要维修保养。为了实现对流体的精确节流,要求有一最小流量,所以采取非接触密封不可能实现系统流体完全不泄漏(铁磁流体密封除外),必须容许有一定的泄漏量,但是在设计中应尽量减小泄漏量。间隙密封的密封机制是在固定件和运动件的活动表面预先设置一个很小的环形间隙,系统的流体在通过这一环形间隙时,由于节流效应而减少了泄漏。狭窄的通道对流体形成了有效的约束,且由于流体的粘滞摩擦而引起较大的压力降,并产生很高的速度。密封是通过粘滞流体的摩擦消耗动能而起作用的。在间隙中流体的流动遵循阻抗流动法则。
基于上面的理论基础,设计了一种新型的旋转接头,其结构简图如图所示。旋转接头非接触式密封结构的研发有成果，如图所示的浮动衬套密封可以具有很小的间隙,该结构是为回转轴设计的一种间隙密封。衬套可以沿径向移动但受定位销的限制而不能转动,衬套的一个端面经过研磨,并与外壳上的一个垂直于轴的表面保持接触,衬套沿外壳的接触面运动。这两个配合面要求加工得很平整而且相互平行,径向运动时也要求始终保持平行状态。为使静止时不发生泄漏,用一个弹簧提供适当的压紧力,以使交界面保持接触。目前国内生产的高速旋转接头,一般采用间隙密封,而密封间隙会由于外界干扰而发生变化,导致磨损加剧或泄漏增加。尤其是大直径的高速旋转接头,这个问题更为突出,为保证整机质量,该元件往往依赖进口,而进口件价格昂贵,对于解决这个问题,国内现在无成熟的解决办法。
我们公司针对上述问题,在旋转接头动密封处采用间隙密封,并引入液压反馈控制密封间隙系统,改善了高速旋转接头的性能。使固定件与旋转件保持一定的间隙,如果由于外界的干扰使间隙发生变化,由液压反馈控制会使其间隙恢复原来的大小。因此固定件与旋转件在工作时互不接触,只产生黏性的液体摩擦。立车自动夹具用旋转接头
滕州市江晟机械制造有限公司
技术研发部
2020.10.30
