密封知識(shí)之骨架油封2023/4/101桑達(dá)太陽(yáng)能工藝設(shè)備部一：骨架油封密封原理及應(yīng)用骨架油封是油封的典型代表，一般說(shuō)的油封即指的是骨架油封。油封的作用一般就是將傳動(dòng)部件中需要潤(rùn)滑的部件與出力部件隔離，不至于讓潤(rùn)滑油滲漏。骨架就如同混凝土構(gòu)件里面的鋼筋，起到加強(qiáng)的作用，并使油封能保持形狀及張力。按結(jié)構(gòu)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(zhì)等進(jìn)入機(jī)器內(nèi)部。按骨架型式可分為內(nèi)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(zhuǎn)骨架油封和往返式骨架油封。用于汽油發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸，變速箱，差速器，減震器，發(fā)動(dòng)機(jī)，車橋等部位。2023/4/102桑達(dá)太陽(yáng)能工藝設(shè)備部1.骨架油封結(jié)構(gòu)骨架油封結(jié)構(gòu)有三部分組成：油封體、加強(qiáng)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(gòu)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(nèi)徑比軸徑小，即具有一定的“過(guò)盈量”。因此，當(dāng)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(duì)軸產(chǎn)生一定的徑向緊力，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間運(yùn)行后，該壓力會(huì)迅速減小乃至消失，因而，加上彈簧可以隨時(shí)補(bǔ)償油封自緊力。2023/4/103桑達(dá)太陽(yáng)能工藝設(shè)備部2.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(gè)新月面，防止了工作介質(zhì)的泄漏，從而實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)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(guò)大，油封泄漏;厚度過(guò)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(méi)有油膜，則易引起發(fā)熱、磨損。因此，在安裝時(shí)，必須在密封圈上涂些油，同時(shí)保證骨架油封與軸心線垂直，若不垂直，油封的密封唇會(huì)把潤(rùn)滑油從軸上排干，也會(huì)導(dǎo)致密封唇的過(guò)度磨損。在運(yùn)轉(zhuǎn)中，殼體內(nèi)的潤(rùn)滑劑微微滲出一點(diǎn)，以達(dá)到在密封面處形成油膜的狀態(tài)最為理想。2023/4/105桑達(dá)太陽(yáng)能工藝設(shè)備部3.分類1.按結(jié)構(gòu)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(zhì)等進(jìn)入機(jī)器內(nèi)部。2.按骨架型式：可分為內(nèi)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(zhuǎn)骨架油封和往返式骨架油封。2023/4/106桑達(dá)太陽(yáng)能工藝設(shè)備部4.骨架油封的作用一般就是將傳動(dòng)部件中需要潤(rùn)滑的部件與出力部件隔離，不至于讓潤(rùn)滑油滲漏，通常用于旋轉(zhuǎn)軸，是一種旋轉(zhuǎn)軸唇密封。骨架就如同混凝土構(gòu)件里面的鋼筋，起到加強(qiáng)的作用，并使油封能保持形狀及張力。按骨架型式可分為內(nèi)骨架油封，外骨架油封，內(nèi)外露骨架油封。骨架油封是采用優(yōu)質(zhì)丁腈橡膠和鋼板制作而成，質(zhì)量穩(wěn)定，使用壽命長(zhǎng)。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(rùn)滑油漏出。對(duì)油封的要求是尺寸(內(nèi)徑、外徑和厚度)應(yīng)符合規(guī)定;要求有適當(dāng)?shù)膹椥裕軐⑤S適當(dāng)?shù)乜ㄗ。鸬矫芊庾饔?要耐熱、耐磨、強(qiáng)度好、耐介質(zhì)(油或水等)，使用壽命長(zhǎng)。2023/4/107桑達(dá)太陽(yáng)能工藝設(shè)備部5.合理使用油封注意事項(xiàng)4.安裝上的偏心程度油封和軸配合時(shí)偏心過(guò)大，則其密封性會(huì)變差，特別是在軸轉(zhuǎn)速高時(shí)尤為嚴(yán)重。如果偏心過(guò)大時(shí)，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(huì)長(zhǎng)。6.注意在油封的唇口應(yīng)有一定量的潤(rùn)滑油。7.要特別注意防止塵土浸入油封。2023/4/109桑達(dá)太陽(yáng)能工藝設(shè)備部二：泄露及排除方法骨架油封屬于動(dòng)密封元件，“臨界油膜”的存在，是油封密封的充分必要條件，無(wú)泄漏的密封是不允許的，也是不可能的。因?yàn)闈?rùn)滑油膜的存在是保證油封刃口實(shí)現(xiàn)潤(rùn)滑摩擦鎖必不可缺的，而潤(rùn)滑油膜的存在，使得一定量的泄漏不可避免。對(duì)旋轉(zhuǎn)用油封，在使用過(guò)程中，如果在運(yùn)行初期的50~100小時(shí)之內(nèi)發(fā)生微量的泄漏是允許的。隨著運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的加長(zhǎng)，泄漏會(huì)逐漸停止，往往這樣的油封壽命比較長(zhǎng)。在有效使用期限內(nèi)，微量的泄漏是允許的，否則，必須按照下述油封的常見(jiàn)故障原因及排除方法進(jìn)行處理。2023/4/1010桑達(dá)太陽(yáng)能工藝設(shè)備部1.骨架油封不良，造成早期泄漏序號(hào)故障

原因分析

排除文法1唇口不良

制造質(zhì)量不佳，刃口有毛刺或缺陷

去除毛刺或更換油封2彈簧質(zhì)量不佳或失效制造質(zhì)量不佳更換油封彈簧3徑向壓力過(guò)小

彈簧過(guò)松，抱緊力過(guò)小調(diào)整油封彈簧2.油封與工作介質(zhì)相容性不良，唇口軟后、溶脹或硬化、龜裂序號(hào)故障

原因分析

排除文法1油封與工作介質(zhì)相容性不良，唇口軟后、溶脹或硬化、龜裂

工作介質(zhì)不適當(dāng)

根據(jù)油封材料選擇適宜的工作介質(zhì)或根據(jù)工作介質(zhì)選用適宜的油封材料2023/4/1011桑達(dá)太陽(yáng)能工藝設(shè)備部

4.唇口磨損序號(hào)故障原因分析排除方法1潤(rùn)滑不良，唇口工作面磨損嚴(yán)重，寬度超過(guò)1/3以上，呈現(xiàn)無(wú)光澤

潤(rùn)滑不良，唇口發(fā)生干摩擦保證潤(rùn)滑2軸表面光潔度低于▽8軸表面光潔度低，唇口磨損嚴(yán)重提高軸表面光潔度到▽8以上3潤(rùn)滑油含有灰塵、雜質(zhì)，或無(wú)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(shí)，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(guò)緊保證潤(rùn)滑清潔，加強(qiáng)管路系統(tǒng)清理；為了防止灰塵等侵入唇部，增設(shè)防塵裝置；裝配時(shí)，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(guò)緊調(diào)整油封彈簧5安裝偏心，唇口滑動(dòng)出現(xiàn)異常磨損，最大與最小磨損寬度呈對(duì)稱分布；主唇與副唇滑動(dòng)面磨損痕跡的大小，兩者隨各自呈對(duì)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(yùn)轉(zhuǎn)；油封座孔過(guò)小，不適當(dāng)?shù)貕喝胗头猓灾聝A斜保證箱體、端蓋、軸的同心度要求；保證油封座孔尺寸要求2023/4/1013桑達(dá)太陽(yáng)能工藝設(shè)備部5.橡膠老化序號(hào)故障原因分析排除方法1唇部過(guò)熱硬化或龜裂工作介質(zhì)溫度高于設(shè)計(jì)值，超過(guò)橡膠耐用限度

降低工作介質(zhì)溫度，或換用耐熱橡膠油封2潤(rùn)滑不良、唇部硬化或龜裂

潤(rùn)滑不良，發(fā)生干摩擦保證潤(rùn)滑3唇不溶脹、軟化橡膠對(duì)工作介質(zhì)的相容性差；油封長(zhǎng)時(shí)間浸于洗油或汽油中，使唇口溶脹選用相容于工作介質(zhì)的橡膠材料或選用適于橡膠材料的工作介質(zhì)；不得用洗油或汽油清洗油封2023/4/1014桑達(dá)太陽(yáng)能工藝設(shè)備部6.軸序號(hào)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(yán)重；表面太光，潤(rùn)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(dāng)，高于HRC40試驗(yàn)表明，軸表面硬度高于HRC40時(shí)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(rùn)滑油含有雜質(zhì)，表面磨損嚴(yán)重潤(rùn)滑油不清潔保證潤(rùn)滑油清潔4偏心過(guò)大，軸徑向搖動(dòng)時(shí)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(yán)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(rùn)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(shè)置防塵裝置；改用優(yōu)質(zhì)潤(rùn)滑油

2023/4/1015桑達(dá)太陽(yáng)能工藝設(shè)備部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(rùn)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(gè)新月面，防止了工作介質(zhì)的泄漏，從而實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)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(guò)大，油封泄漏；厚度過(guò)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(méi)有油膜，則易引起發(fā)熱、磨損。因此，在安裝時(shí)，必須在密封圈上涂些油，同時(shí)保證骨架油封與軸心線垂直，若不垂直，油封的密封唇會(huì)把潤(rùn)滑油從軸上排干，也會(huì)導(dǎo)致密封唇的過(guò)度磨損。在運(yùn)轉(zhuǎn)中，殼體內(nèi)的潤(rùn)滑劑微微滲出一點(diǎn)，以達(dá)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(duì)減少油封刃口磨損、增長(zhǎng)油封壽命是十分有益的，尤其是當(dāng)幾個(gè)油封并列使用時(shí)，更應(yīng)特別注意潤(rùn)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(rùn)滑脂最好。為保證潤(rùn)滑脂的清潔，及時(shí)排除油脂中積存的雜質(zhì)或其他有害雜質(zhì)，定期更換潤(rùn)滑脂是重要的。因此，從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(shí)開(kāi)設(shè)通氣孔也是很重要的。2023/4/1017桑達(dá)太陽(yáng)能工藝設(shè)備部三：油封的選擇與裝配1.油封的選擇油封的選擇要根據(jù)密封介質(zhì)和工作條件，密封介質(zhì)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(shí)，必須考慮材料對(duì)工作介質(zhì)的相容性、對(duì)工作溫度范圍的適應(yīng)性和唇緣對(duì)旋轉(zhuǎn)軸高速旋轉(zhuǎn)時(shí)的跟隨能力。一般油封工作時(shí)其唇緣的溫度高于工作介質(zhì)溫度20~50℃，在選擇油封材料時(shí)應(yīng)予注意。普通油封的使用壓力一般不超過(guò)0.05MPa。當(dāng)工作壓力超過(guò)這個(gè)值時(shí)應(yīng)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(yīng)軸面旋轉(zhuǎn)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(guān)：材料為丁腈橡膠(NBR)時(shí)為-40~120℃，亞力克橡膠(ACM)-30~180℃，氟橡膠(FPM)-25~300℃。2023/4/1018桑達(dá)太陽(yáng)能工藝設(shè)備部2.油封安裝時(shí)的注意事項(xiàng)1.領(lǐng)取固定的油封數(shù)量。2.從油封領(lǐng)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(nèi)徑尺寸對(duì)照清楚，要相符。腔體內(nèi)尺寸要與油封的外徑寬度相適合。檢查油封的唇口有沒(méi)有損傷、變形，彈簧有沒(méi)有脫落、生銹。防止油封在運(yùn)輸過(guò)程當(dāng)中無(wú)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(jī)加工檢查程序。量好腔體與軸各部分尺寸是否正確，尤其內(nèi)倒角，不能有坡度。軸與腔體的端面加工要光潔，倒角沒(méi)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(huì)產(chǎn)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(jué)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(kāi)，防止雜物附著在油封表面而帶入工作中。2023/4/1019桑達(dá)太陽(yáng)能工藝設(shè)備部3.補(bǔ)充：油封裝、拆時(shí)注意要點(diǎn)1.油封安裝時(shí)應(yīng)涂敷油液或潤(rùn)滑油，并將軸端和軸肩倒圓。2.安裝油封時(shí)，一定要使唇緣端朝向被密封的油液一側(cè)，切忌反向裝配。3.油封裝入座孔時(shí)，應(yīng)采用專用工具推入，防止位置偏斜。4.油封唇緣通過(guò)的螺紋、鍵槽、花鍵等處應(yīng)采取各種措施來(lái)防止唇緣損傷，并用專用工具裝配。5.拆卸油封時(shí)應(yīng)避免碰傷腔體內(nèi)表面和軸的表面；6.使用過(guò)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(shí)，必須進(jìn)行修補(bǔ);8.裝入新油封時(shí)，為了使其離開(kāi)舊的唇部接觸部位，應(yīng)使用墊片避開(kāi)原來(lái)的摩擦痕跡。2023/4/1021桑達(dá)太陽(yáng)能工藝設(shè)備部4.油封的安裝1.正確的施力方式，避免造成油封變形，在沒(méi)有壓力機(jī)或沒(méi)有使用壓力機(jī)的情況下，應(yīng)選用一適當(dāng)?shù)膿醢遄鳛橹尉撸鶆蚴海形鹨藻N直接敲打，造成油封變形。正確操作錯(cuò)誤操作：在油封部分敲打，導(dǎo)致變形損壞2023/4/1022桑達(dá)太陽(yáng)能工藝設(shè)備部4.油封的安裝2.正確的安裝治具，選用治具時(shí)注意治具與油封接觸位置。正確操作錯(cuò)誤操作：壓板與油封接觸部位直徑過(guò)小，引起油封變形損壞2023/4/1023桑達(dá)太陽(yáng)能工藝設(shè)備部4.油封的安裝4.保