油封徑向力相關(guān)技術(shù)

1、油封徑向力的選取范圍(參考):軸徑/mm全周徑向力/N單位周長(zhǎng)徑向力/N.M-1最低最高最低最高10163212124260173790196802858112231100316099207徑向力，油封的貯存不宜過長(zhǎng)。試驗(yàn)證明 油封唇口徑向另的組成 力的增加而影響油封的性能。影響徑向力的因素很多，如油封的過盈量、油封彈簧的張力、油封結(jié)構(gòu)形式及油 封膠料的硬度等，都會(huì)導(dǎo)致油封徑向 力的變化。一般說，過盈量、彈簧張 力、膠料硬度較大，其徑向力也大， 這些都是油封設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮的。根 據(jù)試驗(yàn)，油封在貯存過程中徑向力會(huì) 增加的。這是因?yàn)橛头庠谫A存過程中 內(nèi)徑減小，同時(shí)受到光、熱、空氣等 的影響使橡膠分

2、子網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)進(jìn)一步增 加，使膠料硬度、彈性模量增大的結(jié) 果。為了保證油封設(shè)計(jì)時(shí)選取的適宜 油封自生產(chǎn)之日起貯存時(shí)間不宜超過一是唇口對(duì)軸的過盈量產(chǎn)生的徑向力Frl； 二是油封腰部彈性變形產(chǎn)生的徑向力Fr2 三是油封彈簧產(chǎn)生的徑向力Fr3.計(jì)算圖見圖6-16.故唇口總的徑向力(N/mm)為：Fr=Frl+Fr2+Fr3(6-l)其中 Fr1=A EW/R2,Fr2=A ES2/4L3Fr3=F3/R式中唇口過盈量之半，單位為 mm; =(d0-d)/2,d0為軸直徑，d為油封唇直徑；E一橡膠彈性模量，單位為MPa;W一冠部截面積，單位為mm2;R一軸的半徑，R=d0/2,單位為 mm;S一腰部厚度，

3、單位為mmL一腰部長(zhǎng)度，單位為mm;F3一彈簧工作張力，單位為N。摩擦力矩旋轉(zhuǎn)軸油封的密封性能，是由旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下軸與油封唇機(jī)器及其界面油膜相互接觸而實(shí)現(xiàn)的。這種接觸狀態(tài)是油封密封各因素的綜合表現(xiàn)。所以研究其接觸摩擦的動(dòng)態(tài)特性及有關(guān)影響因素是油封設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)工作。油封的旋轉(zhuǎn)摩擦特性主要表現(xiàn)在一一摩擦力矩和摩擦發(fā)熱兩個(gè)方面：T=fFrR X 10-3(6-2)油封的摩擦力矩用下式：式中T一摩擦力矩，單位為N.M;Fr一全周徑向力，單位為N;R軸的半徑，單位為mm;f一唇口與軸的摩擦因數(shù)，與密封介質(zhì)種類、軸徑大小和油封的橡膠材料等有關(guān)， 一般去 f0.20.5.油封的摩擦力矩及摩擦因數(shù)，目前尚不能預(yù)先計(jì)

4、算出來，需借助摩擦力矩試驗(yàn)機(jī) 進(jìn)行試驗(yàn)。測(cè)定摩擦力矩，一方面可以預(yù)示油封的工作壽命，同時(shí)可根據(jù)摩擦力 矩的數(shù)值按式6-2計(jì)算出摩擦因數(shù)f,進(jìn)而判別油封唇口的摩擦工況。油封在開始運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)摩擦力矩較大，而后逐漸下降，大約經(jīng)1h左右而趨于穩(wěn)定。 這是因?yàn)橛头膺\(yùn)轉(zhuǎn)初期唇口與軸的接觸狀態(tài)及油膜尚不穩(wěn)定，唇的溫度較低，油 的粘度較大，因而摩擦力矩值高。隨著運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的增長(zhǎng)，這些因素逐漸趨于穩(wěn)定， 唇口因摩擦溫度升高，油的粘度下降，摩擦力矩逐漸下降而至穩(wěn)定。油封的摩擦力矩曲線（油溫50C，旋轉(zhuǎn)頻率3000r/min）影響摩擦力矩的因素有油溫，徑向力和膠料等。油溫高時(shí)，油封的摩擦力矩降低 （圖6-18），這是由于

5、當(dāng)油溫增高時(shí)，油的粘度下降，油的摩擦因數(shù)降低，唇口材 料變軟，彈性模量下降，從而使摩擦力矩值降低。徑向力增加油封的摩擦力矩也增大（圖6-19），這是由于當(dāng)徑向力增大時(shí)，油封唇 口對(duì)軸的接觸壓力也增大，減薄了油膜的厚度，因而增加了油封的摩擦力矩值。 不同的膠料對(duì)摩擦力矩也有一定影響。丁晴橡膠、硅橡膠和丙烯酸酯橡膠的郵費(fèi)呢個(gè)，在徑向力相差不大的條件下測(cè)定 的摩擦力矩值。結(jié)果表明，硅橡膠油封的摩擦力矩最小，丁晴橡膠和丙烯酸酯橡 膠油封摩擦力矩相差不大。其原因是硅橡膠本身自潤(rùn)滑性能較好，受熱后膠料易變軟，彈性模量下降，油封 徑向力降低，因而導(dǎo)致摩擦力矩的降低。一般硅橡膠油封使用壽命比較長(zhǎng)，這是浦封唇口

6、素。徑向力:唇口的徑向力是指單位圓周上的油封唇口對(duì)軸的箍緊力，它的表征唇口摩擦面 上線接觸應(yīng)力大小的重要特性參數(shù)。對(duì)于唇口摩擦工況及密封壽命有直接影響， 要達(dá)到密封目的，必須有足夠的徑向力，但徑向力過大，唇口將軸箍的過緊，會(huì) 使摩擦面上的油膜遭到破壞，油封的壽命將大大縮短，圖6-14表示油封壽命與 徑向力的關(guān)系。因此必須將軸口徑向力Pr控制在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。由表6-4可以 看出，油封徑向力一般選取在100200N/m范圍內(nèi)。由圖6-14的試驗(yàn)曲線可知， 當(dāng)油封徑向力選取在100N/m左右時(shí)壽命最長(zhǎng)，如徑向力超過400N/m時(shí)壽命最短。 總之，徑向力選取的大小應(yīng)根據(jù)實(shí)際工作條件來考慮，因此油封唇口

7、部溫度上升 是與摩擦因數(shù)、徑向力及軸速成正比。當(dāng)軸速很大時(shí)，應(yīng)盡量減少摩擦因數(shù)和徑 向力。但由于摩擦因數(shù)受橡膠原料及配方的限制，一般在0.20.4之間，不宜 再減少。因此對(duì)于高速用的油封減小摩擦能，降低產(chǎn)生的熱量以延長(zhǎng)油封的壽命， 其徑向力應(yīng)選取小一些。相反，對(duì)摩擦因數(shù)小的油封可適當(dāng)加大徑向力以提高油 封唇口的追隨能力。據(jù)此可以推薦高速油封的徑向力一般選取在100150N/m為 徑向珊驗(yàn)原睡原理圖如下:徑向力分析圖當(dāng)被測(cè)量的油封套到兩個(gè)半軸上時(shí)，由于油封與軸的配合是過盈配合，則在油封 中產(chǎn)生張力，該張力作用到半軸上形成了如圖所示的徑向力F。因徑向力難以測(cè) 量，但在每個(gè)半軸形成的垂直分力P可以由力傳感器測(cè)得，它們的關(guān)系是：P =Ft sin a d a = 2Fr= FDF=P/DT=Fn D式中：r為軸半徑D為軸直徑a為軸的中分面與軸面上任一點(diǎn)間的夾角P傳感器所測(cè)得的力N （顯示值）T為油封的總徑向力（全周徑向力）NF為徑向力N/mm可見，圓周上每一步單位的徑向力（F）可以由力傳感器測(cè)得的分力（P）除以軸 直徑（D）而求得，油封的總徑向里力（T）為每單位圓周上的徑向力（F）乘以軸的周 長(zhǎng)（n D）一般在圖紙或技術(shù)條件上所規(guī)定的徑向力指的是總徑向力（T）溫度對(duì)測(cè)試的影響：油封加工藝、材料、存