密封之骨架油封

密封知識之骨架油封2023/2/61一：骨架油封密封原理及應用骨架油封是油封的典型代表，一般說的油封即指的是骨架油封。油封的作用一般就是將傳動部件中需要潤滑的部件與出力部件隔離，不至于讓潤滑油滲漏。骨架就如同混凝土構件里面的鋼筋，起到加強的作用，并使油封能保持形狀及張力。按結構形式可分單唇骨架油封和雙唇骨架油封。雙唇骨架油封的副唇起防塵作用，防止外界的灰塵，雜質等進入機器內部。按骨架型式可分為內包骨架油封，外露骨架油封和裝配式油封。按工作條件可分為旋轉骨架油封和往返式骨架油封。用于汽油發(fā)動機曲軸，柴油發(fā)動機曲軸，變速箱，差速器，減震器，發(fā)動機，車橋等部位。2023/2/621.骨架油封結構骨架油封結構有三部分組成：油封體、加強骨架和自緊螺旋彈簧。密封體按照不同部位又分為底部、腰骨架油封構造圖部、刃口和密封唇等。通常，在自由狀態(tài)下的骨架油封，其內徑比軸徑小，即具有一定的“過盈量”。因此，當油封裝入油封座和軸上之后，油封刃口的壓力和自緊螺旋彈簧的收縮力對軸產生一定的徑向緊力，經過一段時間運行后，該壓力會迅速減小乃至消失，因而，加上彈簧可以隨時補償油封自緊力。2023/2/632.密封原理由于在油封與軸之間存在著油封刃口控制的油膜，此油膜具有流體潤滑特性。1.自由狀態(tài)下，油封唇口內徑比軸頸小，具有一定的過盈量。2.安裝后，油封刃口的過盈壓力和自緊彈簧的收縮力應對旋轉軸產生一定的徑向壓力。3.

工作時，油封唇口在徑向壓力的作用下，形成0.25～0.5mm

寬的密封接觸環(huán)帶，在潤滑油壓力的作用下，油液滲入油封刃口與轉軸之間形成極薄的一層油膜，油膜受油液表面張力的作用，在轉軸和油封刃刀口外沿形成一個“新月”面，防止油液外溢，起到密封作用。2023/2/642.密封原理骨架油封的作用下，油膜的剛度恰好使油膜與空氣接觸端形成一個新月面，防止了工作介質的泄漏，從而實現(xiàn)旋轉軸的密封。油封的密封能力，取決于密封面油膜的厚度，厚度過大，油封泄漏;厚度過小，可能發(fā)生干摩擦，引起油封和軸磨損;密封唇與軸之間沒有油膜，則易引起發(fā)熱、磨損。因此，在安裝時，必須在密封圈上涂些油，同時保證骨架油封與軸心線垂直，若不垂直，油封的密封唇會把潤滑油從軸上排干，也會導致密封唇的過度磨損。在運轉中，殼體內的潤滑劑微微滲出一點，以達到在密封面處形成油膜的狀態(tài)最為理想。2023/2/653.分類1.按結構形式：可分為單唇骨架油封和雙唇骨架油封。雙唇骨架油封的副唇起防塵作用，防止外界的灰塵，雜質等進入機器內部。2.按骨架型式：可分為內包骨架油封，外露骨架油封和裝配式油封。3.按工作條件：可分為旋轉骨架油封和往返式骨架油封。2023/2/664.骨架油封的作用一般就是將傳動部件中需要潤滑的部件與出力部件隔離，不至于讓潤滑油滲漏，通常用于旋轉軸，是一種旋轉軸唇密封。骨架就如同混凝土構件里面的鋼筋，起到加強的作用，并使油封能保持形狀及張力。按骨架型式可分為內骨架油封，外骨架油封，內外露骨架油封。骨架油封是采用優(yōu)質丁腈橡膠和鋼板制作而成，質量穩(wěn)定，使用壽命長。1、防止泥沙、灰塵、水氣等自外侵入軸承中；2、限制軸承中的潤滑油漏出。對油封的要求是尺寸(內徑、外徑和厚度)應符合規(guī)定;要求有適當的彈性，能將軸適當地卡住，起到密封作用;要耐熱、耐磨、強度好、耐介質(油或水等)，使用壽命長。2023/2/675.合理使用油封注意事項1.軸的轉速由于設計和結構上的原因，高轉數的軸應使用高速油封，低轉速的軸使用低速油封，不能將低速油封用于高速軸上，反之也不行。2.環(huán)境溫度在使用溫度較高的情況下，應選用聚丙烯酯或硅、氟、硅氟橡膠。并應設法降低油箱中的油溫。在使用溫度過低的情況下，應選用耐寒橡膠。3.壓力一般的油封承受壓力能力差，壓力過大時油封會變形。在壓力過大的使用條件下應采用耐壓支承圈或加強的耐壓油封增強油封的承壓力，油封的承壓力一般都較差，壓力超過0.05MPa1時，油封的腰部就要打彎，致使接觸寬度增加。2023/2/685.合理使用油封注意事項4.安裝上的偏心程度油封和軸配合時偏心過大，則其密封性會變差，特別是在軸轉速高時尤為嚴重。如果偏心過大時，可采用“W”形斷面的油封。5.軸的表面光潔度，直接影響油封的使用壽命，即軸的光潔度高，油封使用壽命就會長。6.注意在油封的唇口應有一定量的潤滑油。7.要特別注意防止塵土浸入油封。2023/2/69二：泄露及排除方法骨架油封屬于動密封元件，“臨界油膜”的存在，是油封密封的充分必要條件，無泄漏的密封是不允許的，也是不可能的。因為潤滑油膜的存在是保證油封刃口實現(xiàn)潤滑摩擦鎖必不可缺的，而潤滑油膜的存在，使得一定量的泄漏不可避免。對旋轉用油封，在使用過程中，如果在運行初期的50~100小時之內發(fā)生微量的泄漏是允許的。隨著運轉時間的加長，泄漏會逐漸停止，往往這樣的油封壽命比較長。在有效使用期限內，微量的泄漏是允許的，否則，必須按照下述油封的常見故障原因及排除方法進行處理。2023/2/6101.骨架油封不良，造成早期泄漏序號故障

原因分析

排除文法1唇口不良

制造質量不佳，刃口有毛刺或缺陷

去除毛刺或更換油封2彈簧質量不佳或失效制造質量不佳更換油封彈簧3徑向壓力過小

彈簧過松，抱緊力過小調整油封彈簧2.油封與工作介質相容性不良，唇口軟后、溶脹或硬化、龜裂序號故障

原因分析

排除文法1油封與工作介質相容性不良，唇口軟后、溶脹或硬化、龜裂

工作介質不適當

根據油封材料選擇適宜的工作介質或根據工作介質選用適宜的油封材料2023/2/6113.裝配不良，發(fā)生泄漏序號故障原因分析排除方法1唇口有明顯傷痕裝配時，油封通過鍵槽或螺紋，劃傷唇口更換油封；重新安裝時，要用護套，以保護油封唇口2油封呈蝶狀變形油封安裝工具不當重新設計、制造油封安裝工具3有封唇口擬裝配方向翻轉或彈簧松脫

軸端倒角不當，光潔度過低，或裝配用勁過大，致使油封唇部翻轉或彈簧脫落用細砂紙打磨軸端角，涂敷油脂，小心安裝4油封唇部與軸表面涂敷油脂過多

裝配時，油封唇部與軸表面涂敷油脂過多

待軸運轉一段時間后，油脂即可減少而恢復正常2023/2/612

4.唇口磨損序號故障原因分析排除方法1潤滑不良，唇口工作面磨損嚴重，寬度超過1/3以上，呈現(xiàn)無光澤

潤滑不良，唇口發(fā)生干摩擦保證潤滑2軸表面光潔度低于▽8軸表面光潔度低，唇口磨損嚴重提高軸表面光潔度到▽8以上3潤滑油含有灰塵、雜質，或無防塵罩造成灰塵、異物等侵入

用油不潔，液壓管路系統(tǒng)太臟；因灰塵等侵入唇部，引起異常磨損；軸上粘傅粉末硬粒；裝配時，鐵屑等刺入唇口；鑄件型砂侵入唇口；軸上或油封唇口誤涂漆料；油封彈簧抱得過緊保證潤滑清潔，加強管路系統(tǒng)清理；為了防止灰塵等侵入唇部，增設防塵裝置；裝配時，注意清潔，去除誤涂的漆料

4唇口徑向壓力太大，油膜中斷，發(fā)生干摩擦

彈簧過緊調整油封彈簧5安裝偏心，唇口滑動出現(xiàn)異常磨損，最大與最小磨損寬度呈對稱分布；主唇與副唇滑動面磨損痕跡的大小，兩者隨各自呈對稱分布，但大小位置相反箱體、端蓋、軸不同心，致使油封偏心運轉；油封座孔過小，不適當地壓入油封，以致傾斜保證箱體、端蓋、軸的同心度要求；保證油封座孔尺寸要求2023/2/6135.橡膠老化序號故障原因分析排除方法1唇部過熱硬化或龜裂工作介質溫度高于設計值，超過橡膠耐用限度

降低工作介質溫度，或換用耐熱橡膠油封2潤滑不良、唇部硬化或龜裂

潤滑不良，發(fā)生干摩擦保證潤滑3唇不溶脹、軟化橡膠對工作介質的相容性差；油封長時間浸于洗油或汽油中，使唇口溶脹選用相容于工作介質的橡膠材料或選用適于橡膠材料的工作介質；不得用洗油或汽油清洗油封2023/2/6146.軸序號故障原因分析排除方法1表面光潔度，低于▽8或高于▽11表面粗糙，磨損嚴重；表面太光，潤滑油膜難以形成和保持，發(fā)生干磨提高表面光潔度到▽8以上；降低表面光潔度到▽11以下

2表面硬度不當，高于HRC40試驗表明，軸表面硬度高于HRC40時反而加速軸的磨損（表面渡鉻除外）表面硬度保持在HRC30~40，表面鍍鉻最好3潤滑油含有雜質，表面磨損嚴重潤滑油不清潔保證潤滑油清潔4偏心過大，軸徑向搖動時油響聲

軸承偏心；軸本身偏心更換軸承，改用耐偏心型油封5唇口處有灰塵，軸表面磨損嚴重軸表面不潔，粘附灰塵顆粒，侵入油封唇口，磨損軸表面；侵入鑄造型砂，磨損軸表面；外部侵入灰塵，磨損軸表面；潤滑油劣化，生成氧化物，侵入油封唇口，磨損軸表面保證軸表面及油封等清潔；為了防止外部侵入灰塵，設置防塵裝置；改用優(yōu)質潤滑油

2023/2/6156軸的滑動表面有傷痕或砂眼

軸表面有工藝性龜裂或腐蝕點等，加劇磨損而泄漏；軸表面的傷痕、砂眼等與油封唇口之間形成間隙而泄漏；軸表面劃傷或碰傷保證軸表面質量，切勿磕碰7軸表面的滑動部分有方向性的加工痕跡

軸表面留有微細螺紋旋槽等車削或磨削工痕跡，形成泵吸作用而泄漏保證軸表面精加工工藝。經驗證明：采用直徑為0.05mm的小玻璃球進行噴丸處理最好6.軸2023/2/616由于在油封與軸之間存在著油封刃口控制的油膜，此油膜具有流體潤滑特性。在液體表面張力的作用下，油膜的剛度恰好使油膜與空氣接觸端形成一個新月面，防止了工作介質的泄漏，從而實現(xiàn)旋轉軸的密封。油封的密封能力，取決于密封面油膜的厚度，厚度過大，油封泄漏；厚度過小，可能發(fā)生干摩擦，引起油封和軸磨損；密封唇與軸之間沒有油膜，則易引起發(fā)熱、磨損。因此，在安裝時，必須在密封圈上涂些油，同時保證骨架油封與軸心線垂直，若不垂直，油封的密封唇會把潤滑油從軸上排干，也會導致密封唇的過度磨損。在運轉中，殼體內的潤滑劑微微滲出一點，以達到在密封面處形成油膜的狀態(tài)最為理想。油封刃口處“臨界油膜”的存在，對減少油封刃口磨損、增長油封壽命是十分有益的，尤其是當幾個油封并列使用時，更應特別注意潤滑油（脂）的供給，否則，將因缺油形成干摩擦，致使油封被燒壞，一般選用鋰基潤滑脂最好。為保證潤滑脂的清潔，及時排除油脂中積存的雜質或其他有害雜質，定期更換潤滑脂是重要的。因此，從結構設計上，必須留有注油孔和排油孔，為防止油封密封腔的溫度升高，有時開設通氣孔也是很重要的。2023/2/617三：油封的選擇與裝配1.油封的選擇油封的選擇要根據密封介質和工作條件，密封介質需要選擇油封的材料，工作條件主要考慮使用壓力、工作線速度、工作溫度范圍。選擇油封的材料時，必須考慮材料對工作介質的相容性、對工作溫度范圍的適應性和唇緣對旋轉軸高速旋轉時的跟隨能力。一般油封工作時其唇緣的溫度高于工作介質溫度20~50℃，在選擇油封材料時應予注意。普通油封的使用壓力一般不超過0.05MPa。當工作壓力超過這個值時應選用耐壓型油封。在同一直徑條件下，不同材料制造的油封，適應軸面旋轉線速度的能力不同。油封使用的線速度范圍一般小于15m/s。油封的工作范圍與油封使用的材料有關：材料為丁腈橡膠(NBR)時為-40~120℃，亞力克橡膠(ACM)-30~180℃，氟橡膠(FPM)-25~300℃。2023/2/6182.油封安裝時的注意事項1.領取固定的油封數量。2.從油封領取到裝配，必須保持乾凈。3.裝配前做好油封檢查，量好油封各部位尺寸是否與軸及腔體尺寸相符。油封在安裝前，先將軸徑的尺寸與油封的內徑尺寸對照清楚，要相符。腔體內尺寸要與油封的外徑寬度相適合。檢查油封的唇口有沒有損傷、變形，彈簧有沒有脫落、生銹。防止油封在運輸過程當中無平放，受外力擠壓和撞擊等影響，而破壞其真圓度。4.裝配前做好機加工檢查程序。量好腔體與軸各部分尺寸是否正確，尤其內倒角，不能有坡度。軸與腔體的端面加工要光潔，倒角沒有損傷和毛刺，清潔裝配部位，在軸的裝入處(倒角)部份不能有毛刺、沙子、鐵屑等雜物，會產生油封唇口不規(guī)則的損傷，建議倒角部位采用r角。5.在操作技巧上，可以用手感覺一下油封是否光滑、真圓。6.油封在安裝前不要太早將包裝紙撕開，防止雜物附著在油封表面而帶入工作中。2023/2/6192.油封安裝時的注意事項7.裝機前，油封應在唇口之間適量涂抹上添加有二硫化鉬的鋰基酯，防止軸在瞬間啟動時，對唇口造成干磨現(xiàn)象，影響唇口的過盈量，并應盡快，裝配。裝好油封的油封座，如果不是馬上裝機，則建議在上面用布覆蓋防止異物附著油封。涂鋰基脂的手或工具一定要干凈。8.油封要平裝，不能有傾斜的現(xiàn)象。建議采用油壓設備或套筒工具安裝。壓力不要太大，速度要均勻、要慢。9.對此次所裝油封的機器，做上標記以利追蹤，用心注意整個流程。油封是精密元件，油封的安裝與保養(yǎng)不當會影響使用性能，保管油封要防止灰塵、生銹和變形，油封不能受陽光直接照射，更不能受擠壓。安裝在軸上的油封，要防止軸和油封座槽生銹。2023/2/6203.補充：油封裝、拆時注意要點1.油封安裝時應涂敷油液或潤滑油，并將軸端和軸肩倒圓。2.安裝油封時，一定要使唇緣端朝向被密封的油液一側，切忌反向裝配。3.油封裝入座孔時，應采用專用工具推入，防止位置偏斜。4.油封唇緣通過的螺紋、鍵槽、花鍵等處應采取各種措施來防止唇緣損傷，并用專用工具裝配。5.拆卸油封時應避免碰傷腔體內表面和軸的表面；6.使用過的油封，即使外觀再好也不能再使用，必須更換新的油封；7.軸表面有碰傷或銹蝕時，必須進行修補;8.裝入新油封時，為了使其離開舊的唇部接觸部位，應使用墊片避開原來的摩擦痕跡。2023/2/6214.油封的安裝1.正確的施力方式，避免造成油封變形，在沒有壓力機或沒有使用壓力機的情況下，應選用一適當的擋板作為治具，均勻施壓，切勿以錘直接敲打，造成油封變形。正確操作錯誤操作：在油封部