您當前的位置：檢測資訊 > 科研開發
嘉峪檢測網 2024-12-02 14:51
什么是油封
油封是用于密封機械設備中旋轉軸的封油用密封元件，而腔體基本上是靜止的（見下圖），所以油封又稱旋轉軸唇形密封圈。
機械的摩擦部分由于在機械運轉時有油進入，為防止這些油從機械的間隙中泄漏而使用油封，并且除了油以外還需要防止水與化學藥液的泄漏以及塵埃及土砂從外部侵入，這時候也要用到油封。
油封的密封狀態，一是油封外緣和腔體之間為靜態密封，同時保證油封外緣在腔體之間的可靠定位。二是油封密封唇和軸之間的密封狀態，當軸旋轉時為動態密封，當軸靜止時為靜態密封。各種影響因素的綜合作用及其相互作用，都對油封的密封性能和使用壽命產生了很大影響。
油封的主要特點
油封外部為圓筒形用來保證對腔體的靜態密封-采用內包金屬骨架的橡膠外緣；采用外露金屬骨架的外緣，大多需要拋光和鍍敷防腐涂層。
裝有彈簧的密封唇保證軸的動態和靜態密封的密封可靠性。經過長期開發研究的結果，油封的密封唇結構提高到極佳的性能，進而提高在更寬的負荷范圍內的密封可靠性。
添加防塵唇，或者在特殊情況下采用的多個防塵唇，可防止外界污染物和灰塵侵入。
油封各個部位的作用
油封主要由密封體、加強骨架和自緊螺旋彈簧等幾部分組成。密封體按照不同部位又分為底部、腰部、刃口和密封唇等。下圖是：帶彈簧并附有防塵唇的內包骨架油封各部位主要名稱和術語。
金屬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。通常，在自由狀態下的骨架油封，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。
油封外緣使油封在腔體孔內固定的同時，起防止流體從油封外周面與腔體內表面的接觸面之間泄漏及侵入的作用。另外金屬骨架是當油封固定在腔體內時，起保持配合力的作用。
密封唇部是柔性彈性體，設計成對機械的震動及密封流體的壓力變動的影響下仍可保持穩定的密封作用，并起到保持唇部與軸表面穩定接觸狀態的作用。彈簧可提高密封唇向軸的壓緊力，起維持此壓緊力的作用。唇端部被制作成斜鍥形狀，在端部處按壓軸表面，起密封流體的作用。
防塵唇是沒有與彈簧連接的副唇，起防止塵埃侵入的作用。
油封材料介紹
做油封的橡膠原料的確有很多，如丁腈橡膠、氟橡膠、氫化丁腈橡膠、硅橡膠、AEM等。
但是選用哪種原料做油封是根據油封的使用指標要求來選擇的。油封的使用環境是熱油狀態，需要耐溫、耐油。
1、硅橡膠不耐油，不符合要求，淘汰；
2、若工作部位溫度低，一般在120度以內，則可選NBR，相對價格也合適；
3、若溫度超120度，則需要選用ACM，但其耐汽油性不好，加工問題較多，壓縮時間長會變形。普通ACM材料制作的油封，在高速運轉下容易產生漏油現象。可以考慮使用AEM。
4、若要求再高一些，成本方面再寬松一些，氟橡膠是最好的選擇。現在氟橡膠生膠就幾十元，如成本方面限制問題基本解決，氟橡膠性價比很高。
5、若要求更高，比如油井里面的密封件，就只能使用氫化丁腈橡膠。
NBR和FKM橡膠材料做油封最普遍，占領高低檔領域；ACM和AEM做油封的市場領域越來越大；HNBR是做超高級油封的專業橡膠材料；硅橡膠耐熱雖強大，但不適合做油封！
橡膠生膠選材：各種橡膠性能優缺點及耐介質介紹
1、各種橡膠耐溶劑性能
2、常用制作油封材料 - 橡膠耐介質表
3、常見制造油封材料耐腐蝕橡膠的性能對比
油封生產工藝制造流程圖
油封的密封機理
油封的密封機理涉及兩個因素，一個是腔體的密封，主要是油封外緣（靜態部件）在腔體中的定位；二是密封唇口與旋轉軸表面接觸的動態密封，這是油封的最重要功能。
油封的外緣為了保證油封在腔體的靜態密封和孔內的穩固定位，并且容易裝配。一般為橡膠材質包覆金屬骨架，把橡膠彈性體的可靠靜態密封能力和金屬骨架支持定位的優點結合為一體。油封的外緣設計有倒角，以便于裝配。
另有油封在外緣上設計溝槽可以增加附著力，避免油封后退和歪斜的危險，也加大了壓配合公差，可提高油封靜態密封的可靠性。外緣設計為金屬外骨架的油封適用于要求在腔體中安裝特別牢固和精確的場合，要注意的是當油封座孔內表面糙時應當涂覆密封膠，在密封座處可以使用密封劑。
油封的密封唇接觸區的密封機理對油封所起的密封功能具有極其重要的意義，它取決于：密封唇的設計；彈性材料的結構；軸表面的粗糙度等。
油封的原材料
油封的骨架和彈簧是金屬制作，密封唇口等主要部分為橡膠。油封根據使用環境，可以用不同的橡膠進行生產，以滿足密封的性能和要求。最常用的耐油橡膠是丁腈橡膠，丁腈橡膠為目前油封及O型圈使用最普遍的橡膠之一。
可說是目前用途最廣、成本最低的橡膠密封件。制造油封常用的還有聚丙酸酯橡膠、硅橡膠、氟橡膠和聚四氟乙烯等。各種橡膠的性能請參見：主要橡膠的種類與特長。
油封的密封介質
油封所使用的場合，其適用的密封介質一般是礦物潤滑油、潤滑脂和合成潤滑油、潤滑脂。另外也可密封工業生產中使用的DIN51524液壓油類，VDMA24317以及VDMA24320高阻燃液壓油類，低潤滑特性的硅油類。在特殊情況下也可密封潤滑性低的酸類，堿類，有機溶劑類等腐蝕性介質。
通常采用氟橡膠材料的油封其耐腐蝕性，耐高溫性都要比NBR材質的好，在無潤滑、純干燥和多介質的條件下建議采用PTFE密封唇制作的油封，其密封唇有足夠的潤滑能力，大大降低唇緣的磨損。單個油封不宜密封兩種不同的介質，大量的化學物質增加了對于油封材質性能的影響，油封對密封介質的相容性應該通過實驗室試驗來確定。
密封介質的污染可能是腔體鑄件制作過程遺留的鑄砂殘留物；或者從旋轉元件因摩擦磨損產生的顆粒物。例如渦輪齒輪箱中的青銅渦輪的磨損物；或者由腐蝕性介質產生的產物。為防止密封介質的污染對密封特性的負面影響，一定要注意盡量保持腔體清潔。
油封的泄漏
發現由油封泄漏時，首先應確認發生泄漏的部位，如果不是由油封泄漏，有時是由于附著了油脂等泄漏以外的原因而誤認為是泄漏。導致油封泄漏的主要原因：
1、由于尺寸公差不符合標準規范而使油封外緣與腔體配合的靜態密封表面發生變形；
2、由于工況條件過于苛刻引起材料龜裂，尤其是在油封密封刃口上的龜裂；
3、由于工況條件過于苛刻和橡膠彈性體與工作介質不相容引起橡膠硬度增加，或者彈性體的硬度太高；
4、密封介質使橡膠溶脹，降低了橡膠的硬度，由此使油封過早的老化和磨損；
5、由軸至密封唇口區的腐蝕，將給密封系統的密封性能留下永久性的故障隱患；
6、潤滑劑失效而使系統處于干運轉狀態，從而使密封唇快速磨損；
7、綜合性老化，橡膠彈性體與密封介質雙雙老化；
8、在密封唇口處形成“油碳”污垢，使油封密封唇緣被托起，引發密封系統的泄漏故障；
9、油封的密封唇緣不再追隨軸表面的振動以及軸的跳動；
10、污染物從密封的里外面永久性的嵌入密封刃口上造成軸表面和密封唇緣的過早磨損；
11、裝配過程不規范引起軸表接觸面被破壞而造成密封唇過早磨損；
12、密封刃口在儲存、運輸和裝配過程中受到損壞。
當油封泄漏時，應著重分析其泄漏的不同情況，從而采取不同的措施。
油封不同階段的泄漏應分為：
1、不透水，在油封上看不到濕氣；
2、濕潤，在密封刃口區出現不影響密封功能的濕氣膜，但濕氣膜沒有擴展到背面；
3、潮濕，濕氣膜擴展到背面，并形成水珠，但尚未連續滴下；
4，可測量的泄漏，可以看到腔體外部有從油封背面流出的可以識別的微小液流流量；
5、暫時的泄漏，密封系統短暫的故障，例如由于密封刃口下的污染物微粒引起的，它可以在繼續使用時把它們沖洗掉；
6、明顯的泄漏，暫時的漏泄導致密封唇和防塵唇由于在密封唇與防塵唇之間，加注的潤滑脂過多。
溢流出來的油脂表現為系統外部的明顯泄漏。另外，根據油封使用運轉的時間過程來分析泄漏原因，例如：剛開始使用就泄漏的早期破損；使用短時間后開始泄漏的過早損壞；使用較長一段時間后在工作工程中發生泄漏的損壞和發生油封設計使用壽命末期的泄漏損壞等等。
油封的運輸與裝配
（1）、油封是精密元件,裝配與保管不當回影響使用性能。油封在運輸和儲存時應注意：
不要打開原包裝，注意包裝是否損壞，裝配前盡量把油封留在原包裝里；
避免日光直曬，也不要放置在高溫熱源附近，因為這會促使橡膠老化；
油封不得隨意散放，要注意防塵和防土，確保使油封處在封閉或有蓋狀態；
在運輸和使用油封時，為防止油封變形和彈簧脫落，請不要給與過分沖擊；
油封也不能用細繩捆扎，也不要掛在釘子或金屬線上，這樣會損傷密封唇；
不得把油封放到潮濕的地方，這樣會使金屬部件生銹；
不要將密封件放在靠近電視和產生臭氧的地方；
請不要用指甲或硬物摩擦唇口端部，以防損壞密封
（2）、油封的裝配，無論油封的安裝部分設計和油封的選擇多么適宜，如果組裝的粗糙，也不能充分發揮油封預定的功能。
油封安裝時,外表面應涂上適當的潤滑劑，唇口應涂上適合的清潔潤滑脂，帶有防塵唇的油封，應在主付唇間填滿適合的清潔潤滑脂，再進行裝配.
把油封的密封唇口端朝向密封介質一側,切忌反向裝配.
油封裝入座孔時,應采用專用工具推入,防止位置偏斜.
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.
油封應水平放入座孔，并均勻加壓，請勿傾斜強制推進。
油封的標準
油封是工業應用比較廣泛的，重要的零部件，為推動油封工業快速發展，各國家都制定推出了一系列相關標準。我國油封標準普遍應用的是，國標GB9877.1/2/3—88系列，GB13871-1992油封標準。HG4-692-67 是我國化工部提出的油封標準。
《GB/T9877.1-88》適用范圍：—— 本標準規定了內包骨架旋轉軸唇形密封圈的基本結構、骨架和彈簧尺寸系列。本標準適用于安裝在設備中的旋轉軸端，在壓差不超過0.03MPa的條件下，對流體和潤滑脂起密封作用的內包骨架旋轉軸唇形密封圈;《GB/T 9877.2-1988》是旋轉軸唇形密封圈結構尺寸系列第二部分:外露骨架旋轉軸唇形密封圈的相關規定。
《GB13871-1992》適用范圍：—— 本標準規定了軸徑從6～400mm和相應的密封腔體(以下簡稱腔體)內孔直徑從16～440mm的旋轉軸唇形密封圈(以下簡稱密封圈)的基本尺寸和公差。為了保證不同制造廠生產的密封圈的互換性，本標準還規定了軸與安裝孔的尺寸和公差。本標準適用于工作壓力等于或小于0.05MPa的密封圈，不適用于更高的工作壓力。為使生產廠提供的密封圈能夠滿足設計和使用要求，本標準的附錄A為供需雙方推薦了簽訂協議用的密封圈有關報告格式、
最近，我國重新制定了適應國際化發展的油封制品國家推薦標準《GB/T13871.1-2007》和《GB/T13871.4-2007》。新國標已于2008年7月1日正式實施。此標準由全國橡膠與橡膠制品標準化技術委員會密封制品分會技術委員會編訂。新標準達到了國際同等技術標準的要求，提升了密封制品的技術要求，為更好的解決長期困擾我國企業的“三漏問題”提供了很好的技術保障。此次新標準的實施必將逐步推動油封制品行業的新發展。
另外：國際上的油封標準是：ISO6194（國際ISO標準)、DIN3760(德國工業標準）、JIS2402（日本工業標準）。
來源：Internet
