คุณสมบัติของซีลน้ำมันแบบลอยตัว

ซีลน้ำมันลอยตัวเป็นชื่อเรียกทั่วไปของซีลลอยตัว จัดอยู่ในประเภทซีลเชิงกลชนิดหนึ่งในซีลไดนามิก มีประสิทธิภาพการปิดผนึกที่ดีเยี่ยมในสภาพแวดล้อมการทำงานที่รุนแรง เช่น ผงถ่านหิน ตะกอน และไอน้ำ เป็นซีลเชิงกลขนาดกะทัดรัดที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในสภาพการใช้งานที่ความเร็วต่ำและภาระหนัก มีข้อดีคือทนทานต่อการสึกหรอ มีระบบชดเชยอัตโนมัติหลังการสึกหรอที่ปลายหน้า การทำงานที่เชื่อถือได้ และโครงสร้างที่เรียบง่าย นิยมใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องจักรทำเหมืองถ่านหิน เช่น กลไกการเดินของรถปราบดิน ส่วนประกอบเฟืองท้าย (หาง) ของสายพานลำเลียงแบบขูด กลไกการโหลดของหัวถนนและส่วนคานยื่น ดรัมตัดซ้ายและขวาและตัวลดรอบของเครื่องจักรทำเหมืองถ่านหินแบบต่อเนื่อง เป็นต้น

การลอยตัวซีลน้ำมันใช้ในเครื่องลดดาวเคราะห์ของชิ้นส่วนเดินของเครื่องจักรกลก่อสร้างเพื่อปิดผนึกหน้าสัมผัสปลายของส่วนประกอบแบบไดนามิก เนื่องจากมีความน่าเชื่อถือสูง จึงใช้เป็นซีลแบบไดนามิกสำหรับเพลาส่งออกของล้อถังขุด ซีลประเภทนี้จัดอยู่ในกลุ่มซีลเชิงกล โดยทั่วไปประกอบด้วยวงแหวนลอยที่ทำจากวัสดุเฟอร์โรอัลลอยและซีลโอริงยางไนไตรล์ที่เข้าชุดกัน วงแหวนลอยจะถูกใช้เป็นคู่ โดยวงแหวนหนึ่งหมุนไปกับส่วนประกอบที่หมุน และอีกวงแหวนหนึ่งค่อนข้างนิ่ง ซึ่งแตกต่างจากวงแหวนซีลน้ำมันอย่างมาก

ซีลน้ำมันแบบลอยตัวประกอบด้วยวงแหวนโลหะที่เหมือนกันสองวงและวงแหวนยางสองวง หลักการทำงานคือวงแหวนยางคู่หนึ่งจะเรียงตัวกันเป็นช่องว่างปิด โดยมีโพรง (แต่ไม่สัมผัสกับเพลา) อยู่ใต้วงแหวนโลหะที่รองรับ เมื่อหมุน พื้นผิวของวงแหวนโลหะทั้งสองจะแนบชิดกันและเลื่อนเข้าหากัน ทำให้ซีลทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ อีกทั้งยังป้องกันฝุ่น น้ำ ตะกอน ฯลฯ จากภายนอกได้อย่างมีประสิทธิภาพ เพื่อป้องกันจาระบีหล่อลื่นภายในไม่ให้รั่วไหล

หลักการปิดผนึกของซีลน้ำมันแบบลอยตัวคือการเสียรูปของวงแหวนลอยตัวสองวงที่เกิดจากแรงอัดตามแนวแกนของโอริง ก่อให้เกิดแรงอัดบนผิวหน้าซีลของวงแหวนลอยตัว เมื่อผิวหน้าซีลสึกหรออย่างสม่ำเสมอ พลังงานยืดหยุ่นที่กักเก็บไว้โดยยางโอริงจะถูกปล่อยออกมาอย่างค่อยเป็นค่อยไป จึงมีบทบาทในการชดเชยแนวแกน พื้นผิวซีลสามารถคงการยึดเกาะที่ดีภายในระยะเวลาที่กำหนด และอายุการใช้งานโดยทั่วไปของซีลอยู่ที่มากกว่า 4,000 ชั่วโมง

ลอยน้ำซีลน้ำมันเป็นซีลเชิงกลชนิดพิเศษที่พัฒนาขึ้นเพื่อปรับให้เข้ากับสภาพแวดล้อมการทำงานที่รุนแรง มีข้อดีคือ ทนทานต่อมลภาวะ ทนต่อการสึกหรอ ทนต่อแรงกระแทก การทำงานที่เชื่อถือได้ ระบบชดเชยการสึกหรอที่ปลายหน้าอัตโนมัติ และโครงสร้างที่เรียบง่าย ซีลชนิดนี้นิยมใช้ในผลิตภัณฑ์เครื่องจักรกลวิศวกรรม และยังใช้กันอย่างแพร่หลายในสายพานลำเลียง อุปกรณ์บำบัดทราย และอุปกรณ์คอนกรีต สำหรับเครื่องจักรทำเหมืองถ่านหิน ซีลชนิดนี้ส่วนใหญ่ถูกใช้เป็นเฟืองและตัวลดของสายพานลำเลียงแบบขูด รวมถึงกลไกส่งกำลัง แขนโยก ดรัม และชิ้นส่วนอื่นๆ ของเครื่องจักรทำเหมืองถ่านหิน ผลิตภัณฑ์ซีลชนิดนี้เป็นที่นิยมอย่างกว้างขวางและได้รับการพัฒนามาเป็นอย่างดีในเครื่องจักรและอุปกรณ์วิศวกรรม แต่ในอุตสาหกรรมอื่นๆ เนื่องจากการใช้งานที่จำกัด ขาดข้อมูลทางทฤษฎีพื้นฐานและประสบการณ์การใช้งาน จึงมักเกิดการขัดข้องระหว่างการใช้งาน ทำให้ยากต่อการบรรลุผลตามที่คาดหวัง

รักษาระยะห่างระหว่างวงแหวนลอยและเพลาหมุนให้คงที่ ซึ่งสามารถลอยได้อย่างอิสระ แต่ไม่สามารถหมุนไปพร้อมกับเพลาหมุนได้ วงแหวนลอยสามารถลอยตัวในแนวรัศมีได้เท่านั้น และรักษาความเยื้องศูนย์กับศูนย์กลางเพลาภายใต้แรงโน้มถ่วง เมื่อเพลาหมุน ของเหลวซีล (ซึ่งมักเป็นน้ำมัน) จะถูกป้อนจากภายนอกเพื่อสร้างฟิล์มน้ำมันที่ช่องว่างระหว่างเพลาและวงแหวนลอยตัว ด้วยแรงลิ่มน้ำมันที่เกิดขึ้นระหว่างการหมุนของเพลา แรงดันของฟิล์มน้ำมันจึงถูกรักษาไว้ภายในฟิล์มน้ำมัน ทำให้วงแหวนลอยตัวสามารถรักษา "แนว" ของศูนย์กลางเพลาได้โดยอัตโนมัติ ช่วยลดช่องว่างลงอย่างมาก และปิดผนึกการรั่วไหลของของเหลวได้อย่างมีประสิทธิภาพ ข้อดีของวงแหวนลอยตัวคือ ประสิทธิภาพการปิดผนึกที่มั่นคง ความน่าเชื่อถือ และอายุการใช้งานที่ยาวนาน ช่วงพารามิเตอร์การทำงานของวงแหวนค่อนข้างกว้าง (มีแรงดันใช้งานสูงสุด 30 MPa และอุณหภูมิใช้งาน -100~200 ℃) เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการปิดผนึกก๊าซในเครื่องอัดแบบแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลาง นอกจากนี้ยังป้องกันการรั่วซึมสู่บรรยากาศ และเหมาะสำหรับการปิดผนึกก๊าซไวไฟ ก๊าซระเบิด ก๊าซพิษ และก๊าซมีค่า ข้อเสียคือข้อกำหนดในการประมวลผลสำหรับแหวนลอยมีสูง จำเป็นต้องใช้ระบบน้ำมันปิดผนึกแบบพิเศษ แม้จะมีรอยรั่วภายในจำนวนมาก แต่ก็ยังคงเป็นไปตามธรรมชาติของการไหลเวียนภายใน ซึ่งมีคุณภาพแตกต่างจากรอยรั่วของซีลเชิงกล นิยมใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับซีลแบบไดนามิกในคอมเพรสเซอร์แบบแรงเหวี่ยง