作者Darren Conway，Trelleborg密封解决方案全球产品线总监

许多工业部门，包括航空航天、半导体、汽车和生物制药，都需要旋转密封，因为原始设备制造商（OEM）从液压系统转向电动马达系统，以获得更环保的解决方案并提高产品性能。在全球范围内，工业部门的温室气体排放量占33%，而在美国，工业是与能源相关的二氧化碳（CO2）排放的最大来源。1此外，电动机在实现国际能源署到2050年实现净零排放的目标方面发挥着关键作用。2

三分之一的电力由电动机转化为动力，预计到2040.3这些电动机的数量将翻一番。这一需求促使更多制造商专注于实现IE5电动机的效率。目前，有五种国际效率等级，IE1至IE5，每种等级都能将电机运行中的能量损失减少10%至20%。政府不要求任何高于IE3的东西，因此IE5等级是一个很强的区别。4高性能旋转密封件可以帮助原始设备制造商获得IE5等级，因为它们具有低摩擦特性，可以减少功率损失。

作为干式运行系统，与气体驱动的湿式运行系统相比，电动机的润滑减少。因此，它们需要特定的密封解决方案来管理摩擦和热量的产生。电气系统具有较少的密封部件，但仍然需要长寿命的密封产品。密封件必须通过将油和油脂保持在旋转轴上来保护电机，并防止灰尘和污垢进入。用于高速低摩擦工业电机的旋转密封的类型取决于应用的复杂性。

减少整个系统的功率损耗是密封的另一个功能，因此为设备供电或转换为性能所需的能量更少。轴承和密封装置的摩擦都会影响功率损失，因此平衡密封能力与最小摩擦的需求是一个挑战。

选择正确的密封件

弹性径向唇形密封传统上是标准湿式润滑系统中的主要旋转密封，因为它们具有优异的密封性能和易于安装。然而，弹性径向油封难以承受电动机的条件，如转速增加、润滑减少或干燥运行条件。弹性体密封也会产生更大的摩擦，导致高功率损耗。

聚四氟乙烯（PTFE）旋转唇形密封是一种出色的替代品，其优点适合电机和高速关键环境的要求，包括：

能够承受高达100米/秒的高速
与弹性体径向唇形密封相比，摩擦性能极低
广泛的工作温度范围-148°F至500°F（-100°C至260°C）
干燥运行能力
与大多数润滑剂的兼容性
对大多数化学品的惰性
破断力低，无粘滑
高耐磨性
PTFE旋转唇形密封已在航空航天、半导体制造和一级方程式等赛车运动等领先技术的应用中得到验证，在这些技术中，实现具有挑战性的应用条件以提供长期性能至关重要。它们也有助于应对日益增长的市场中的新性能挑战，如电动汽车和其他利用旋转电机技术的应用。

像特瑞堡这样的制造商不仅继续创新密封设计，而且还投资于生产技术，以满足日益增长的需求并降低总拥有成本。例如，Trelleborg提供专有的HighSpin PDR旋转密封，该密封具有机械保留的PTFE密封元件和精密制造的金属主体。其低摩擦和低功耗有助于在电动汽车应用和工业自动化等要求苛刻的环境中节省能源。

一个带有特瑞堡HighSpin PDR旋转密封的电机轴。
特瑞堡专有的HighSpin PDR旋转密封具有机械保留的PTFE密封元件和精密制造的金属主体。图片：特瑞堡

为了达到性能要求，专业密封合作伙伴不仅将为工业电机应用提供高性能旋转密封，还将为其提供技术支持。这可能包括在全球拥有多个制造设施，专家在这些设施中进行旋转测试，并使用有限元分析软件来指定应用的最佳密封。

结论

今天对减少全球变暖和提高节能的关注促使工业电机原始设备制造商从液压电机转向电动电机。这些电机具有特定的密封要求，只有高速旋转密封才能满足这些要求，高速旋转密封通过将油和油脂保持在旋转轴上来保护电机，同时提供低摩擦特性。像特瑞堡这样的专业密封合作伙伴可以帮助原始设备制造商确定满足特定应用需求的最佳旋转密封，并提供交付所需项目量的能力。