油封和防塵密封

1、油封和防塵密封油封    油封，即潤滑油的密封。它常用于各種機械的軸承處，特別是滾動軸承部位。其功用在于把油腔和外界隔離，對內(nèi)封油，對外防塵。油封與其他唇形密封不同之處在于具有回彈能力更大的唇部，密封接觸面寬度很窄（約為0.5mm）且接觸應力的分布圖形呈尖角形。圖29.8-1為油封的典型結(jié)構及唇口接觸應力示意圖。油封的截面形狀及箍緊彈簧，使唇口對軸具有較好的追隨補償性。因此，油封能以較小的唇口徑向力獲得較好的密封效果。 圖29.8-1 油封結(jié)構及唇口接觸應力示意圖1唇口；2冠部；3彈簧；4骨架；5底部；6腰部；7副唇   &

2、#160;油封與其他密封裝置比較有下列優(yōu)點：結(jié)構簡單、容易制造。簡單油封一次便可以模壓成型，即使最復雜的油封，制造工藝也不復雜。金屬骨架油封也只需經(jīng)過沖壓、膠接、鑲嵌、模壓等工序即可將金屬與橡膠組成所要求的油封。重量輕、耗材少。每種油封都是薄壁的金屬件與橡膠件的組合，其材料耗費極少，因而每個油封的重量很輕。油封的安裝位置小，軸向尺寸小，容易加工，并使機器緊湊。密封性能好，使用壽命較長。對機器的振動和主軸的偏心都有一定的適應性。拆卸容易、檢修方便。價格便宜。    油封的缺點在于不能承受高壓，所以只能作軸承潤滑油的密封。   

3、 油封的工作范圍如下：    工作壓力   0.3MPa    密封面線速度  低速型4m/s，高速型415m/s    工作溫度   60150（與橡膠種類有關）    適用介質(zhì)   油、水及弱腐蝕性液體    壽命       5002000h1.1 油封

4、的結(jié)構    常用油封的結(jié)構見圖29.8-2。 圖29.8-2 油封結(jié)構    1）粘接結(jié)構這種結(jié)構的特點在于橡膠部分和金屬骨架可以分別加工制造，再由膠粘接在一起，成為外露骨架型，有制造簡單、價格便宜等優(yōu)點。美、日等國多采用此種結(jié)構。它們的截面形狀如圖29.8-2a所示。    2）裝配結(jié)構它是把橡膠唇部、金屬骨架和彈簧圈三者裝配起來而組成油封。它一定有內(nèi)外骨架，并把橡膠唇部夾緊。通常還有一擋板，以防彈簧脫出（參見圖29.8-2b）。   

5、60;3）橡膠包骨架結(jié)構它是把沖壓好的金屬骨架包在橡膠之中，成為內(nèi)包骨架型，其制造工藝稍微復雜一些。但剛度好，易裝配，且鋼板材料要求不高。（參見圖29.8-2c）。    4）全膠油封這種油封無骨架，有的甚至無彈簧，整體由橡膠模壓成型。其特點是剛度差，易產(chǎn)生塑性變形。但是它可以切口使用，這對于不能從軸端裝入而又必需用油封的部位是僅有的一種型式，見圖29.8-2d。防塵密封    油封可以作防塵密封件使用，但是在粉塵嚴重或是為了保護其他密封件時，常常使用專門的防塵密封。    

6、液壓機械的防塵密封多用橡膠，氣壓機械多用毛氈（方形或梯形）；飛機和寒帶工作的液壓缸為了對付活塞桿外部結(jié)冰而用金屬；化工部門為防止活塞桿上的粘著物也用金屬（詳見圖29.8-6）。 圖29.8-6  非標準橡膠和金屬防塵密封    方形或梯形防塵圈在密封機理上屬于填料密封，防塵能力與接觸的緊密程度有關，接觸越緊防塵能力越好，但摩擦阻力越大。楔形防塵圈實際上與唇形圈無區(qū)別，它依靠唇尖的接觸力刮去塵埃和污垢。其摩擦阻力小，但唇尖與軸表面的夾角對密封性和磨損有很大的影響，圖29.8-7是其防塵效率。唇尖向外時，其夾角只要大于4°便可以獲得滿意的

7、效果，唇尖向內(nèi)時，防塵效果不好。 圖29.8-7 防塵效率圖29.8-8 唇與軸的接觸狀態(tài)    唇與軸表面的接觸狀態(tài)也直接影響防塵效果和唇的磨損。圖29.8-8是幾種常見的接觸情況，其中圖a為正常接觸狀態(tài)，油膜薄，防塵效果好，磨損少；圖b的過盈量太大，接觸太緊，且接觸面寬，改變了接觸角，使唇尖翹起，不僅防塵效果不良，而且摩擦阻力大；圖c唇尖接觸不充分，摩擦不大，但卻不能防塵；圖d唇尖接觸角太大，防塵效果短暫，很容易磨損，成為嚴重漏油的原因。    防塵密封圈對保護關鍵性的液壓設備部件是極端重要的。滲入塵土，不僅磨

8、損密封件，而且會大大的磨損導向套和活塞桿，雜質(zhì)進入液壓介質(zhì)中，亦會影響操作閥和泵的功能，在最壞的情況下，亦可能損傷這些裝置。防塵圈能除掉活塞桿表面上的任何塵土，但不損壞活塞桿上的油膜，這對密封件的潤滑也有益。防塵密封圈的型式和尺寸系列    標準的防塵密封圈分A型、B型和C型3種型號，適用于安裝在往復運動液壓缸活塞桿導向套上起防法和密封作用。2.1.1A型密封    A型密封是一種純橡膠的防塵圈、它是由高硬度（90±5邵爾A）材料壓制的，可使用橡膠或橡塑并用材料，要求彈性適合于除塵并具有良好的耐磨和耐天候

9、老化的特性。設計時就考慮對活塞桿有一定的過盈量，因此給密封圈唇口以足夠的壓緊力，能使活塞桿表面上塵土刮掉，防止塵土和雜物帶入缸體。    A型密封圈適于安裝在A型密封腔體內(nèi)起防塵作用。表29.8-10為A型密封腔體用橡膠防塵密封圈的尺寸系列。 表29.8-10  A型密封型式的尺寸系列（摘自GB/T10708.3-1989）（mm） dDLD1D1Sl61454.6143.558166.61610188.618122010.620122212.522162414.524182616.526202818.528223020.530253323.5

10、33283626.536324030.540364434.544404838.548455343.553505848.55856666.353664.36.36070587063736173708068808090789090100881001001159.597.51156.59.5110125107.5125125140122.5140140155137.5155160175157.5175180195167.5195200215197.521522024012.52172408.712.52502702472702803002773003203403173403603803573802.

11、1.2 B型密封    B型密封圈與A型的結(jié)構相同，只是在防塵圈底部和外表面增加一個金屬骨架。由于金屬骨架的關系，這類防塵圈只能壓裝在開口軸端。B型密封腔體用帶金屬骨架橡膠圈的尺寸系列見表29.8-11。 表29.8-11 B型密封尺寸系列（摘自GB/T10708.3-1989）（mm） dDL1d1D2Sl161454.6143.558166.61610188.6181222710.5224.37142412.524162614.526182816.528203018.530223220.532253523.535283826.538324230423

12、6463446405038504555435550604860607058706373617370806880809078909010088100100115997.51156.59110125107.5125125140122.5140140155137.5155160175157.5175180195177.5195200215197.5215220240122172408.7122502702472702803002773003203403173403603803573802.1.3 C型密封    C型密封是組合型防塵圈密封。其彈性密封件是由丁腈

13、橡膠膠料模壓而成?？捎糜陂L沖高速的條件下，能控制油膜。橡膠圈內(nèi)部有一個高剛性的密封唇，能使活塞桿上粘結(jié)的塵土和凍霜刮去。外部還有一個彈性的密封唇，當活塞桿完全伸出時，它能將油膜刮至主密封旁邊流走。為了避免壓力在防塵圈和主密封之間升高，必須在它們之間安置一個排氣孔。經(jīng)驗表明，帶有這種裝置不會有油從氣孔中排出。    C型密封是一種有雙向唇的橡膠圈，它適于安裝在C型密封腔體內(nèi)起防塵和輔助密封作用。表29.8-12為C型密封腔體用橡膠防塵密封圈的尺寸系列。防塵圈標記示例 表29.8-12  C型密封型式的尺寸系列（摘自GB/T10708.31989）

14、（mm） dDL2d1d2D3S1l11218410.511.2184.24142012.813.220182416.817.224222820.821.2282836526.527365.55364434.53544455343.544535666654.254.8666.86708068.268.8809010088.288.81001101258.5107.8108.41259.88.5140155137.8138.4155防塵密封溝槽型式、尺寸和公差    1）A型液壓缸活塞桿用防塵圈的溝槽型式、尺寸和公差見表29.8-13。 

15、0;  2）B型液壓缸活塞桿用防塵圈的溝槽型式、尺寸和公差見表29.8-14。    3）C型液壓缸活塞桿用防塵圈溝槽型式、尺寸和公差見表29.8-15。 表29.8-13  A 型液壓缸活塞桿用防塵圈溝槽型式、尺寸和公差（摘自GB/T6578-1986）（mm） dSL1D1D2L2R1R2C基本 尺寸極限 偏差基本 尺寸極限 偏差基本 尺寸極限 偏差645+0.2014+0.110011.5+0.110080.30.5284516+0.110013.5+0.110080.30.52104518+0.110015.5+0.

16、110080.30.52124520+0.110017.5+0.110080.30.52144522+0.130019.5+0.130080.30.52164524+0.130021.5+0.130080.30.52184526+0.130023.5+0.130080.30.52204528+0.130025.5+0.130080.30.52224530+0.130027.5+0.130080.30.52254533+0.160030.5+0.160080.30.52284536+0.160033.5+0.160080.30.52324540+0.160037.5+0.160080.30.52

17、364544+0.160041.5+0.160080.30.52404548+0.160045.5+0.160080.30.52454553+0.190050.5+0.190080.30.52504558+0.190055.5+0.190080.30.525656.366+0.190063+0.1900100.40.52.5(60)56.370+0.190067+0.1900100.40.52.56356.373+0.190070+0.1900100.40.52.57056.380+0.190077+0.1900100.40.52.58056.390+0.220087+0.2200100.40

18、.52.59056.3100+0.220097+0.2200100.40.52.51007.59.5+0.30115+0.2200110+0.2200140.60.541107.59.5125+0.2200120+0.2200140.60.541257.59.5140+0.2500135+0.2500140.60.541407.59.5155+0.2500150+0.2500140.60.541607.59.5175+0.2500170+0.2500140.60.541807.59.5195+0.2900190+0.2900140.60.542007.59.5215+0.2900210+0.2

19、900140.60.542201012.5240+0.2900233.5+0.2900180.80.952501012.5270+0.3200263.5+0.3200180.80.952801012.5300+0.3200293.5+0.3200180.80.953201012.5340+0.3600333.5+0.3600180.80.953601012.5380+0.3600373.5+0.3600180.80.95    注：d（60）為非優(yōu)先選用尺寸。 表29.8-14 B型液壓缸活塞桿用防塵圈溝槽型式、尺寸和公差（摘自GB/T6578-1986

20、）（mm） dSL1D1L2C基本尺寸極限偏差基本尺寸極限偏差645+0.5 014+0.02708284516+0.027082104518+0.027082125722+0.0330112.5145724+0.0330112.5165726+0.0330112.5185728+0.0330112.5205730+0.0330112.5225732+0.0390112.5255735+0.0390112.5285738+0.0390112.5325742+0.0390112.5365746+0.0390112.5405750+0.0390112.5455755+0.0460112.55057

21、60+0.0460112.5565766+0.0460112.5（60）5770+0.0460112.5635773+0.0460112.57057+0.5080+0.0460112.5805790+0.0540112.59057100+0.0540112.51007.59115+0.05401341107.59125+0.06301341257.59140+0.06301341407.59155+0.06301341607.59175+0.06301341807.59195+0.07201342007.59215+0.07201342201012240+0.07201652501012270

22、+0.08101652801012300+0.08101653201012340+0.08901653601012380+0.0890165    注：d（60）為非優(yōu)先選用尺寸。 表29.8-15 C型液壓缸活塞桿用防塵圈溝槽型式、尺寸和公差（摘自GB/T6578-1986）（mm） dSL1D1D2L2R1C基本 尺寸極限 偏差基本 尺寸極限 偏差基本 尺寸極限 偏差634+0.2012+0.11008.5+0.090070.3283414+0.110010.5+0.110070.32103416+0.110012.5+0.110070.321234

23、18+0.110014.5+0.110070.32143420+0.130016.5+0.110070.32163422+0.130018.5+0.130070.32183424+0.130020.5+0.130070.32203426+0.130022.5+0.130070.32223428+0.130024.5+0.130070.32254533+0.160028+0.130080.32.5284536+0.160031+0.160080.32.5324540+0.160035+0.160080.32.5364544+0.160039+0.160080.32.5404548+0.16004

24、3+0.160080.32.5454553+0.190048+0.190080.32.5504558+0.190053+0.190080.32.5565666+0.190059+0.19009.70.32.5（60）5670+0.190063+0.19009.70.32.5635673+0.190066+0.19009.70.32.5705680+0.190073+0.19009.70.32.5805690+0.220083+0.22009.70.32.59056100+0.220093+0.22009.70.32.51007.58.5+0.30115+0.2200104+0.2200130.

25、441107.58.5125+0.2200114+0.2200130.441257.58.5140+0.2500129+0.2500130.441407.58.5155+0.2500144+0.2500130.441607.58.5175+0.2500164+0.2500130.441807.58.5195+0.2900184+0.2900130.442007.58.5215+0.2900204+0.2900130.442201011240+0.2900225+0.290016.50.552501011270+0.3200255+0.320016.50.552801011300+0.32002

26、85+0.320016.50.553201011340+0.3600325+0.360016.50.553601011380+0.3600365+0.360016.50.55    注：d（60）為非優(yōu)先選用尺寸。 油封材料    鑒于油封處于大氣和油的環(huán)境中，所以要求材料的耐油性、耐大氣老化性能良好；同時它常遇灰塵、泥水，且有很高的轉(zhuǎn)速，因此要求耐磨性和耐熱性良好。某些特殊情況例如油封用來密封化學品時，則要求其材料應與介質(zhì)相適應。    用作油封的橡膠主要是丁腈橡膠、丙烯酸

27、酯橡膠和聚氨醋橡膠，特殊情況用到硅橡膠、氟橡膠和聚四氟乙烯樹脂。丁腈橡膠的耐油性能優(yōu)異；聚氨酯橡膠的耐磨性能突出；而硅橡膠耐高、低溫性能都很好；氟橡膠則較耐高溫。它們對各種潤滑油、液壓油的適應性如表29.8-1。考慮周速及溫度時對油封的選擇可參考表29.8-2。 表29.8-1  四種橡膠的耐介質(zhì)性能 丁腈橡膠丙烯酸酯橡膠硅橡膠氟橡膠ASTM1號潤滑試驗油優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)ASTM2號潤滑試驗油優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)ASTM3號潤滑試驗油優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)ASTM4號潤滑試驗油良優(yōu)可優(yōu)燃料試驗油  A優(yōu)良可優(yōu)燃料試驗油  B優(yōu)良可優(yōu)SAE  20號優(yōu)優(yōu)良優(yōu)SAE  30號優(yōu)優(yōu)優(yōu)

28、優(yōu)SAE  90號優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)發(fā)動機油優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)主軸油優(yōu)優(yōu)良優(yōu)機械油優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)輕油優(yōu)良可優(yōu)透平油優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)變壓器油優(yōu)優(yōu)良優(yōu)柴油優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)電機油優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)汽缸油優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)汽缸變速器油良優(yōu)良優(yōu)極壓潤滑油良優(yōu)可優(yōu)GL-4齒輪機良優(yōu)可優(yōu)MIL-L2105B良優(yōu)可優(yōu)ML-L-5606優(yōu)優(yōu)良優(yōu)MIL-L7808良良優(yōu)優(yōu)石油系液壓油優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)磷酸酯系液壓油可可優(yōu)優(yōu)防護及潤滑用特殊液壓油500號可可優(yōu)優(yōu)防護及潤滑用特殊液壓油700號可可優(yōu)優(yōu)二脂系合成油良良優(yōu)優(yōu)制動器油良可可良動植物油優(yōu)可優(yōu)良汽油（高辛烷值）優(yōu)良可良汽油優(yōu)良可優(yōu)燈油優(yōu)良可優(yōu)JP-4（噴氣機燃料）優(yōu)良可優(yōu)稠結(jié)潤滑脂優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)底盤潤滑脂優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)纖維狀潤滑脂優(yōu)

29、優(yōu)優(yōu)優(yōu)軸承潤滑脂優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)硅潤滑脂良良優(yōu)優(yōu)合成油脂良良優(yōu)優(yōu)DC-200硅油優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)苯可可可優(yōu)煤油優(yōu)可可優(yōu)甲苯可可可優(yōu)二甲苯可可可優(yōu)氯乙烯可可可優(yōu)三氯乙烯可可可優(yōu)丙酮可可良可甲基乙基甲酮可可良可甲基異丁基甲酮可可良可四氯化碳優(yōu)可可優(yōu)丙烷優(yōu)優(yōu)良優(yōu)丁烷優(yōu)優(yōu)良優(yōu)醇類優(yōu)可 良30%氨水優(yōu)可 可濃石堿水優(yōu)良 優(yōu)乙二醇優(yōu)良 優(yōu)氟利昂-12優(yōu)可 優(yōu)水優(yōu)可 優(yōu)濃鹽水優(yōu)優(yōu) 良耐酸性優(yōu)良 可耐堿性良可 良    此外，油封還用到骨架材料和彈簧材料。前者常用一般冷壓或熱軋鋼板、鋼帶，只有海水

30、及腐蝕性介質(zhì)才用不銹鋼板；后者用一般彈簧鋼絲、琴鋼絲或不銹鋼絲等。    油封膠種的選擇，建議參見圖29.8-3。 圖29.8-3  摩擦線速度、軸徑的和轉(zhuǎn)速關系圖 膠種代號：D丁腈橡膠（NBR）     B丙烯酸酯橡膠（ACM）F氟橡膠（FPM）          G硅橡膠（MVQ）油封的使用1 油封的潤滑與漏油    油封使用情況的好壞，大致可以用泄漏量是否在允許范圍內(nèi)、以及使用壽命的長短來衡量。由于油封的影響因素甚多，要作到絕對不漏是不可能的。為此各國對油封的允許泄漏量作了規(guī)定。若實際泄漏量在此規(guī)定范圍之內(nèi)，就算密封情況良好，詳見表29.8-3    油封常用的潤滑方法有： 表29.8-3  各國標準中規(guī)定的油封泄漏量國名標準泄漏允許量美國美國汽車協(xié)會標準SAEJ110a美國軍用標準MIL-S-45005A汽車公司標準建筑公司標準無規(guī)定不超過0.5mL/24h不超過110mL/24h不超過0.5g/50h英國英國國家標準（BS1399）不超過1.0g/50h日本日本工業(yè)規(guī)格JISB240