PTFE油封技術(shù)交流文件課件

1923年:鄧小平先生在哈金森勤工儉學(xué)Hutchinson-DFEDCAutomotiveSealsCo.ltd東森汽車密封件有限公司1923年:鄧小平先生在哈金森勤工儉學(xué)Hutchinson1奇瑞公司—十堰東森模壓式聚四氟乙烯油封項目交流會

東森汽車密封件有限公司

Hutchinson-DFEDCAutomotiveSealsCo.ltd東森汽車密封件有限公司奇瑞公司—十堰東森Hutchinson-DFEDCAuto21.模壓式聚四氟乙烯油封的簡介

1.1純聚四氟乙烯材料1.2密封材料PTFE的改性1.3PTFE油封的結(jié)構(gòu)1.4聚四氟乙烯唇形密封圈密封機理1.5模壓式PTFE油封的加工工藝1.6模壓式PTFE油封突出的優(yōu)點2.PTFE油封的裝配2.1安裝條件2.2油封的預(yù)潤滑2.3安裝方法2.4工人的熟練程度2.5PTFE油封在售后

2.6PTFE油封不能做氣密性2.7PTF油封唇口的回復(fù)性

Hutchinson-DFEDCAutomotiveSealsCo.ltd東森汽車密封件有限公司1.模壓式聚四氟乙烯油封的簡介Hutchinson-DF31.模壓式聚四氟乙烯油封的簡介

1.1:純聚四氟乙烯材料1.1.1術(shù)語聚四氟乙烯簡稱“PTFE”,又名特氟隆或塑料王.1.1.2PTFE材料的優(yōu)點:我們采用PTFE制造油封,是因為PTFE材料具有如下實出特點:

Hutchinson-DFEDCAutomotiveSealsCo.ltd東森汽車密封件有限公司a.高的化學(xué)穩(wěn)定性:具有很好的化學(xué)惰性,強酸.強堿或強氧化劑以及有機容劑等對它均不起作用.b.耐溫性能好.能夠在-200∽+260℃內(nèi)正常工作

c.良好的減摩性:聚四氟乙烯材料相互間的摩擦系數(shù)為0.1-0.2,與金屬材料間的摩擦系數(shù)僅為0.2-0.3,其動,靜摩擦系數(shù)都比較低.D.良好的自潤性,幾乎所有粘性物質(zhì)均不能粘附到它的表面上.1.模壓式聚四氟乙烯油封的簡介

1.1:純聚41.2密封材料PTFE的改性

PTFE材料雖然具有優(yōu)點,但作為密封材料,它還存在如下缺點:

(1)機械性能較差,機械強度僅為14-25Mpa,沒有回彈性,硬度較低,斷裂延伸率較大;(2)耐磨性差,磨耗較大;(3)而蠕變性差,易冷流;(4)成型和二次加工困難;(5)導(dǎo)熱性差,易造成熱膨脹.熱疲勞和熱變形等.

--為了彌補它自身的缺陷,對PTFE必須進(jìn)行改性,特別是直接影響油封密封性能的彈性,柔韌性,則是研究填充聚四氟乙烯油封的關(guān)建問題.--改性的方法有:無機填充改性.金屬填充改性.有機填充改性等,目前,我國常用的改性方法為無機填充劑材料改性

Hutchinson-DFEDCAutomotiveSealsCo.ltd東森汽車密封件有限公司1.2密封材料PTFE的改性PTFE材料雖然具有優(yōu)點51.3PTFE油封的結(jié)構(gòu)目前,根據(jù)加工方法不同,填充式聚四氟乙烯油封主要結(jié)構(gòu)有三種.A.第一種為裝配式結(jié)構(gòu),如圖1,它是利用金屬內(nèi)、外骨架,通過滾壓工藝將聚四氟乙烯墊片裝配在一起。Hutchinson-DFEDCAutomotiveSealsCo.ltd東森汽車密封件有限公司圖11.3PTFE油封的結(jié)構(gòu)目前,根據(jù)加工方法不同,填充式聚6

B.第二種為直接粘結(jié)式,如圖2,它是將聚四氟乙烯動力唇口經(jīng)特殊化學(xué)處理后,直接粘在金屬上或橡膠包復(fù)的骨架上。

Hutchinson-DFEDCAutomotiveSealsCo.ltd東森汽車密封件有限公司圖2B.第二種為直接粘結(jié)式,如圖2,它是將聚四氟乙烯動力唇7C.模壓式聚四氟乙烯油封結(jié)構(gòu)圖Hutchinson-DFEDCAutomotiveSealsCo.ltd東森汽車密封件有限公司圖3C.模壓式聚四氟乙烯油封結(jié)構(gòu)圖Hutchinson-DFE81.4聚四氟乙烯唇形密封圈密封機理

橡膠油封密封機理1.裝配好的聚四氟乙烯油封在運轉(zhuǎn)幾轉(zhuǎn)后，借助于自身的彈形變形，使唇口部分很好地貼合在軸徑上;記憶功能

2.發(fā)動機工作過程中，進(jìn)入油封部與軸頸貼合部位的潤滑油膜隨著旋轉(zhuǎn)軸一起轉(zhuǎn)動，一旦油膜碰到油封螺旋槽，就將會受到螺旋斜面的作用而產(chǎn)生一個向機內(nèi)密封介質(zhì)的作用力。此力就會將欲外流的液體介質(zhì)壓回儲油端(也即是油封螺旋槽具有泵吸的功能)。當(dāng)該作用力大于油封本身受到的來自儲油端的油壓時，就能實現(xiàn)密封。

--主唇上的螺旋槽的功能是將力圖外泄的潤滑介質(zhì)“趕送”回密封腔內(nèi)。Hutchinson-DFEDCAutomotiveSealsCo.ltd東森汽車密封件有限公司1.4聚四氟乙烯唇形密封圈密封機理橡膠油封密封機理Hut9

上述壓力可用下面公式進(jìn)行計算：

式中:

p—螺旋槽產(chǎn)生的軸向反作用力；

C—旋轉(zhuǎn)軸與油封唇口之間的間隙；

L—唇口與軸接觸寬度；

V—旋轉(zhuǎn)軸表面線速度；

μ—液體介質(zhì)的動力粘度；

F(α，S)—螺旋槽結(jié)構(gòu)要素。

由上式可知，當(dāng)發(fā)動機工況一定(μ，V，C基本不變)及一定的設(shè)計條件(即L不變)時，F(xiàn)(α，S)是影響上述分壓力的重要原因。

我們知道,螺紋槽深度太淺,寬度太窄,動力槽的排屑功能會減弱,當(dāng)被磨屑和油膩塞平后,就失去了動力功能,太大,油會從槽中滲漏所以,動力螺紋槽的深度大小,螺距.斷面形狀.加工方法等將直接影響油封的密封性.它也是我們研究PTFE密封技術(shù),提高其密封性能努力的主要方向上述壓力可用下面公式進(jìn)行計算：

101.5模壓式PTFE油封的加工工藝簡介1.5.1油封總成的成型模壓式PTFE油封的加工藝與橡膠油封的成型工藝其本相同。螺紋線的加工是通過硫化模具來完成的.見成型工藝流程圖

1.5.2PTFE墊片的活化處理由于聚四氟乙烯具有很好的化學(xué)穩(wěn)定性,屬非常難粘的材料.要使PTFE墊片與橡膠粘在一起，必需對其表面進(jìn)行特殊處理,我們稱“活化處理”.目前最常用的是:鈉-萘組合物化學(xué)處理法.它主要是通過腐蝕液與PTFE膜表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng),扯掉表面上部份氟原子.這時在表面上留下了碳化層和某些極性基團(碳化層的深度以1薇米左右為宜)。--通過活化處理后,PTFE墊圈與橡膠的粘接強度可到3.0Mpa,完全能達(dá)到油封產(chǎn)品的粘合要求.1.5.3聚四氟乙烯墊圈的生產(chǎn)工藝流程

Hutchinson-DFEDCAutomotiveSealsCo.ltd東森汽車密封件有限公司1.5模壓式PTFE油封的加工工藝簡介1.5.1油封總111.6模壓式PTFE油封的優(yōu)點:

1.6.1關(guān)于裝配式和粘接式PTFE油封

裝配式和粘接式PTFE油封與橡膠密封件相比有很多優(yōu)點,如耐溫性好(-200～+260℃).耐磨.耐壓.耐腐蝕等,但它存在如下缺點:1)唇口缺發(fā)高彈性,主唇口螺紋槽受成型工藝限制,螺紋槽深度不易太深,且均為單面結(jié)構(gòu),這樣就造成動力槽的排屑功能減弱,容易被磨屑和油膩堵平,失去動力功能；2)由于聚四氟乙烯片的厚度選用較厚,唇口太硬,缺發(fā)與軸的跟隨性,3)螺紋槽無反向阻油功能,在靜態(tài),流體會從槽中滲漏.

車削螺紋線與模壓螺紋線對照圖

東森汽車密封件有限公司Hutchinson-DFEDCAutomotiveSealsCo.ltd1.6模壓式PTFE油封的優(yōu)點:1.6.1關(guān)于裝配式和121.6.2模壓式PTFE油封突出的優(yōu)點:

(1).密封唇口使用溫度范圍寬.PTFE片可在-200℃-+260℃內(nèi)正常工作;(2).摩擦系數(shù)低(≤0.2μ),是氟膠(FPM)的1/4,從而大大降低油封在使用用過程中的摩擦生熱,可消除橡膠唇口的積碳現(xiàn)象.(3).耐高速,允許旋轉(zhuǎn)軸的工作線速度在30m/s以上.(4).雙面螺紋槽結(jié)構(gòu)的采用,提高了唇口對軸的追隨性,增強了密封唇口的吸引功能,密封更加可靠;(5).阻油點設(shè)計,可防止油封的靜態(tài)泄漏;(6).與制造普通橡膠油封一樣的模壓成型工藝,使螺紋槽的斷面形狀及尺寸穩(wěn)定,質(zhì)量可靠Hutchinson-DFEDCAutomotiveSealsCo.ltd東森汽車密封件有限公司1.6.2模壓式PTFE油封突出的優(yōu)點:(1).密封13

附：PTFE油封與橡膠油封性能對比Hutchinson-DFEDCAutomotiveSealsCo.ltd東森汽車密封件有限公司序號項目PTFE油封FPM油封1耐油性惰性化學(xué)材料，沒有失效耐發(fā)動機油良好，但油品求較高2耐溫性低溫-200℃-30℃高溫260℃連續(xù)：150℃，最高：175℃3摩擦系數(shù)0.2μmMax0.8μmMin4線速度≥30m/s≤28m/s5耐偏心一般:0.5mm,運轉(zhuǎn)時允許最大0.75mm≤0.4mm附：PTFE油封與橡膠油封性能對比Hutchinson-D142.PTFE油封的裝配

由于PTFE油封與橡膠油封的結(jié)構(gòu)存在一定的區(qū)別，它的唇口材料不具有與橡膠相同的高彈性，在安裝過程中由于方法不當(dāng)，會造成PTFE唇口產(chǎn)生翻轉(zhuǎn).劃傷等，從而導(dǎo)致油封漏油。所以我們希望與首次使用PTFE油封的我們客戶進(jìn)行一些安裝方面的技術(shù)交流，將PTFE油封由于裝配問題而產(chǎn)生的漏油風(fēng)險降到最低(包括在裝配廠及售后)。DFMEA油封安裝過程中可能產(chǎn)生漏油的原因有：

A.安裝條件;

B.油封的預(yù)潤滑;

C.安裝工具及方法;

D.工人的熟練程度等。Hutchinson-DFEDCAutomotiveSealsCo.ltd東森汽車密封件有限公司2.PTFE油封的裝配由于PTFE油封與橡膠油封的15

2.1安裝條件

2.1.1對油封座的要求

油封在裝配過程中不至被毛刺或尖角劃傷

1.倒角:1.5mm

X10°-20°3.孔的表面粗糙度：Ra=1.6-0.4μm2.表面粗糙度：Ra=4-12.5μm4.底部高差：0.5MinHutchinson-DFEDCAutomotiveSealsCo.ltd東森汽車密封件有限公司圖4

2.1安裝條件

2.1.1對油封座的要求1.倒角:1.5162.1.2對軸的要求當(dāng)然,比Ra0.2μm更高的表面粗糙度是不需要的,這樣軸的表面太光滑,不能產(chǎn)生形成潤滑油膜的可沾性3.軸的表面粗糙度：Ra=1.6-0.4μm4.硬度：HRC30以上2.尖角處圓弧過度1.倒角：≥1.0X10°-30°表面粗糙度:Ra=4-12.5μm東森汽車密封件有限公司Hutchinson-DFEDCAutomotiveSealsCo.ltd圖52.1.2對軸的要求3.軸的表面粗糙度：Ra=1.6-0172.1.3對偏心的要求軸—座偏心是影響油封漏油的重要因素軸—座偏心示意圖對偏心量的要求:建議e≦0.15mm任何程度的軸的偏心度都影響密封性能并逐慚地增加由于磨損和彈性體的遞增的硬化所引起的疲勞破壞的機會.

Hutchinson-DFEDCAutomotiveSealsCo.ltd東森汽車密封件有限公司圖62.1.3對偏心的要求軸—座偏心是影響油封漏油的重要因素H182.1.4對軸跳動的要求軸跳動量是影響油封漏油的重要因素軸跳動示意圖對軸跳動的要求:建議F≦0.15mmHutchinson-DFEDCAutomotiveSealsCo.ltd東森汽車密封件有限公司圖72.1.4對軸跳動的要求軸跳動量是影響Hutchinson19

2.1.5油封的安裝速度及保壓時間安裝速度不能太快,否則會使油封外徑變形。建議:安裝速度v＜1200mm／min油封安裝到位后，應(yīng)對油封保持一段時間的壓力，以減少或避免油封的回彈。建議：保壓時間t=2-5秒Hutchinson-DFEDCAutomotiveSealsCo.ltd東森汽車密封件有限公司圖82.1.5油封的安裝速度及保壓時間安裝速度不能太快,否202.2油封的預(yù)潤滑預(yù)潤滑的目的：A.便于裝配,保證油封能正確安裝到位;B.防止油封外徑在裝配過程中拉傷而造成外端漏油。目前，預(yù)潤滑的方式有兩種：--在油封外徑上涂油--在油封座上涂油在油封外徑上涂油容易造成污染，所以，裝配廠一般都采用在油封座上涂油來達(dá)到預(yù)潤滑的目的。注意：不管采用那種方法，預(yù)潤滑必須均勻，否則會造成油封裝偏，導(dǎo)致油封唇口不規(guī)則磨損而產(chǎn)生漏油。Hutchinson-DFEDCAutomotiveSealsCo.ltd東森汽車密封件有限公司2.2油封的預(yù)潤滑預(yù)潤滑的目的：Hutchinson-DF212.3安裝方法2.3.1安裝前的準(zhǔn)備A.目視油封座的外觀--油封座口部導(dǎo)向角有無毛刺.--安裝倒角是否存在明顯偏心.--預(yù)潤滑是否均勻B.目視軸的外觀--軸表面有無劃傷現(xiàn)象;是否清潔且.無雜質(zhì).無銹--軸端是否已倒角或倒圓,軸尖角是否有毛刺

C.目視油封的外觀--油封是否清潔、完好無損Hutchinson-DFEDCAutomotiveSealsCo.ltd東森汽車密封件有限公司2.3安裝方法2.3.1安裝前的準(zhǔn)備Hutchinson222.3.2油封裝配過程的要求A.避免將帶有套的手直接接觸油封唇口，造成密封唇口的污染,或用手搬動PTFE唇口造成不規(guī)則變形。B.采用合適的工裝,防止PTFE主唇口翻卷。C.采用汽缸機或液壓機壓裝油封時，必須先調(diào)整好設(shè)備的壓裝行程和壓裝速度（壓裝速度控制在1200mm/min以內(nèi)），然后調(diào)整安裝工具與油封安裝腔體的同軸度和垂直度。D.油封壓入腔體時最好依靠壓配工裝對油封的壓入深度進(jìn)行限位。E.油封壓裝到位后應(yīng)保壓2～5s,防止油封回彈。東森汽車密封件有限公司Hutchinson-DFEDCAutomotiveSealsCo.ltd2.3.2油封裝配過程的要求A.避免將帶有套的手直接接觸油232.3.3PTFE油封常用安裝方法Hutchinson-DFEDCAutomotiveSealsCo.ltd東森汽車密封件有限公司

A.

旋轉(zhuǎn)軸與座己裝好,然后安裝油封,請按圖9.10所示方法進(jìn)行:將PTFE油封先裝在定位套小端上,其另一端套在旋轉(zhuǎn)軸上定位,向前推油封到軸上,并將油封壓入座內(nèi),然后取出定位套。座旋轉(zhuǎn)軸油封定位套圖9圖102.3.3PTFE油封常用安裝方法Hutchinson-D24

B.

軸已安裝好,PTFE油封壓入支架(油封座)內(nèi),拿著支架向曲軸上裝，相當(dāng)于軸從油封主唇口裝入,所以必須采用定位套導(dǎo)向,請按圖下所示方法進(jìn)行:即將裝好油封的座通過定位套推進(jìn)到軸上,然后取出定位套.

軸定位套油封座東森汽車密封件有限公司Hutchinson-DFEDCAutomotiveSealsCo.ltd圖11B.軸已安裝好,PTFE油封壓入支架(油封座)內(nèi),25

C.先將PTFE油封壓入座內(nèi),然后從油封背面(油封付唇口端)向主唇口端裝入旋轉(zhuǎn)軸,此時不需要定位套,可直接安裝,如圖2.

座

油封

旋轉(zhuǎn)軸

東森汽車密封件有限公司Hutchinson-DFEDCAutomotiveSealsCo.ltd圖12C.先將PTFE油封壓入座內(nèi),然后從油封背面(油封付262.4工人的熟練程度

工人的熟練度在油封件的安裝過程中起著極其重要的因素.因為工作的熟練度能幫助操作人員發(fā)現(xiàn)安裝過程中的不正常情況.

2.5PTFE油封在售后

售后PTFE油封的更換比我們裝配線的條件要差得多,在服務(wù)站,如果我們沒有一個合理的特殊工具,將會使用PTFE油封更換后,唇口產(chǎn)生翻轉(zhuǎn).劃傷而導(dǎo)致漏油的的風(fēng)險大大增加.這樣,用戶的抱怨會非常大,為些我們必須與主機廠共同確定一個更好的辦法.油封故障分析基本步驟

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