骨架油封的密封知识

骨架油封的相关知识

核心提示：骨架油封是油封的典型代表，一般说的油封即指的是骨架油封。油封的作用一般就是将传动部件中需要润滑的部件与出力部件隔离，不至于让润滑油渗漏。

骨架油封密封原理及应用

骨架油封是油封的典型代表，一般说的油封即指的是骨架油封。油封的作用一般就是将传动部件中需要润滑的部件与出力部件隔离，不至于让润滑油渗漏。骨架就如同混凝土构件里面的钢筋，起到加强的作用，并使油封能保持形状及张力。按结构形式可分单唇骨架油封和双唇骨架油封。双唇骨架油封的副唇起防尘作用，防止外界的灰尘，杂质等进入机器内部。按骨架型式可分为内包骨架油封，外露骨架油封和装配式油封。按工作条件可分为旋转骨架油封和往返式骨架油封。用于汽油发动机曲轴，柴油发动机曲轴，变速箱，差速器，减震器，发动机，车桥等部位。

骨架油封结构有三部分组成：油封体、加强骨架和自紧螺旋弹簧。密封体按照不同部位又分为底部、腰骨架油封构造图部、刃口和密封唇等。通常，在自由状态下的骨架油封，其内径比轴径小，即具有一定的“过盈量”。因此，当油封装入油封座和轴上之后，油封刃口的压力和自紧螺旋弹簧的收缩力对轴产生一定的径向紧力，经过一段时间运行后，该压力会迅速减小乃至消失，因而，加上弹簧可以随时补偿油封自紧力。

密封原理：由于在油封与轴之间存在着油封刃口控制的油膜，此油膜具有流体润滑特性。

油封的工作原理：

1. 自由状态下，油封唇口内径比轴颈小，具有一定的过盈量。

2. 安装后，油封刃口的过盈压力和自紧弹簧的收缩力应对旋转轴产生一定的径向压力。

3. 工作时，油封唇口在径向压力的作用下，形成0.25～0.5mm 宽的密封接触环带，在润滑油压力的作用下，油液渗入油封刃口与转轴之间形成极薄的一层油膜，油膜受油液表面张力的作用，在转轴和油封刃刀口外沿形成一个“新月”面，防止油液外溢，起到密封作用。

骨架油封的作用下，油膜的刚度恰好使油膜与空气接触端形成一个新月面，防止了工作介质的泄漏，从而实现旋转轴的密封。油封的密封能力，取决于密封面油膜的厚度，厚度过大，油封泄漏;厚度过小，可能发生干摩擦，引起油封和轴磨损;密封唇与轴之间没有油膜，则易引起发热、磨损。因此，在安装时，必须在密封圈上涂些油，同时保证骨架油封与轴心线垂直，若不垂直，油封的密封唇会把润滑油从轴上排干，也会导致密封唇的过度磨损。在运转中，壳体内的润滑剂微微渗出一点，以达到在密封面处形成油膜的状态最为理想。

骨架油封的作用

一般就是将传动部件中需要润滑的部件与出力部件隔离，不至于让润滑油渗漏，通常用于旋转轴，是一种旋转轴唇密封。骨架就如同混凝土构件里面的钢筋，起到加强的作用，并使油封能保持形状及张力。按骨架型式可分为内骨架油封，外骨架油封，内外露骨架油封。骨架油封是采用优质丁腈橡胶和钢板制作而成，质量稳定，使用寿命长。

1、防止泥沙、灰尘、水气等自外侵入轴承中;

2、限制轴承中的润滑油漏出。对油封的要求是尺寸(内径、外径和厚度)应符合规定;要求有适当的弹性，能将轴适当地卡住，起到密封作用;要耐热、耐磨、强度好、耐介质(油或水等)，使用寿命长。

合理使用油封，应注意以下几点：

(1)轴的转速由于设计和结构上的原因，高转数的轴应使用高速油封，低转速的轴使用低速油封，不能将低速油封用于高速轴上，反之也不行。

(2)环境温度在使用温度较高的情况下，应选用聚丙烯酯或硅、氟、硅氟橡胶。并应设法降低油箱中的油温。在使用温度过低的情况下，应选用耐寒橡胶。

(3)压力一般的油封承受压力能力差，压力过大时油封会变形。在压力过大的使用条件下应采用耐压支承圈或加强的耐压油封增强油封的承压力，油封的承压力一般都较差，压力超过0.05MPa1时，油封的腰部就要打弯，致使接触宽度增加。

(4)安装上的偏心程度油封和轴配合时偏心过大，则其密封性会变差，特别是在轴转速高时尤为严重。如果偏心过大时，可采用“W”形断面的油封。

(5)轴的表面光洁度，直接影响油封的使用寿命，即轴的光洁度高，油封使用寿命就会长。

(6)注意在油封的唇口应有一定量的润滑油。

(7)要特别注意防止尘土浸入油封。

泄漏原因及排除方法

骨架油封属于动密封元件，“临界油膜”的存在，是油封密封的充分必要条件，无泄漏的密封是不允许的，也是不可能的。因为润滑油膜的存在是保证油封刃口实现润滑摩擦锁必不可缺的，而润滑油膜的存在，使得一定量的泄漏不可避免。对旋转用油封，在使用过程中，如果在运行初期的50~100小时之内发生微量的泄漏是允许的。随着运转时间的加长，泄漏会逐渐停止，往往这样的油封寿命比较长。在有效使用期限内，微量的泄漏是允许的，否则，必须按照下述油封的常见故障原因及排除方法进行处理。

由于在油封与轴之间存在着油封刃口控制的油膜，此油膜具有流体润滑特性。在液体表面张力的作用下，油膜的刚度恰好使油膜与空气接触端形成一个新月面，防止了工作介质的泄漏，从而实现旋转轴的密封。油封的密封能力，取决于密封面油膜的厚度，厚度过大，油封泄漏；厚度过小，可能发生干摩擦，引起油封和轴磨损；密封唇与轴之间没有油膜，则易引起发热、磨损。

因此，在安装时，必须在密封圈上涂些油，同时保证骨架油封与轴心线垂直，若不垂直，油封的密封唇会把润滑油从轴上排干，也会导致密封唇的过度磨损。在运转中，壳体内的润滑剂微微渗出一点，以达到在密封面处形成油膜的状态最为理

油封刃口处“临界油膜”的存在，对减少油封刃口磨损、增长油封寿命是十分有益的，尤其是当几个油封并列使用时，更应特别注意润滑油（脂）的供给，否则，将因缺油形成干摩擦，致使油封被烧坏，一般选用锂基润滑脂最好。为保证润滑脂的清洁，及时排除油脂中积存的杂质或其他有害杂质，定期更换润滑脂是重要的。因此，从结构设计上，必须留有注油孔和排油孔，为防止油封密封腔的温度升高，有时开设通气孔也是很重要的。

油封的选择与装配

油封的选择：

油封的选择要根据密封介质和工作条件，密封介质需要选择油封的材料，工作条件主要考虑使用压力、工作线速度、工作温度范围。

选择油封的材料时，必须考虑材料对工作介质的相容性、对工作温度范围的适应性和唇缘对旋转轴高速旋转时的跟随能力。一般油封工作时其唇缘的温度高于工作介质温度20~50℃，在选择油封材料时应予注意。

普通油封的使用压力一般不超过0.05MPa。当工作压力超过这个值时应选用耐压型油封。

在同一直径条件下，不同材料制造的油封，适应轴面旋转线速度的能力不同。油封使用的线速度范围一般小于15m/s。

油封的工作范围与油封使用的材料有关：材料为丁腈橡胶(NBR)时为-40~120℃，亚力克橡胶(ACM)-30~180℃，氟橡胶(FPM)-25~300℃。

油封安装时的注意事项：

1、领取固定的油封数量。

2、从油封领取到装配，必须保持乾净。

3、装配前做好油封检查，量好油封各部位尺寸是否与轴及腔体尺寸相符。油封在安装前，先将轴径的尺寸与油封的内径尺寸对照清楚，要相符。腔体内尺寸要与油封的外径宽度相适合。检查油封的唇口有没有损伤、变形，弹簧有没有脱落、生锈。防止油封在运输过程当中无平放，受外力挤压和撞击等影响，而破坏其真圆度。

4、装配前做好机加工检查程序。量好腔体与轴各部分尺寸是否正确，尤其内倒角，不能有坡度。轴与腔体的端面加工要光洁，倒角没有损伤和毛刺，清洁装配部位，在轴的装入处(倒角)部份不能有毛刺、沙子、铁屑等杂物，会产生油封唇口不规则的损伤，建议倒角部位采用r角。

5、在操作技巧上，可以用手感觉一下油封是否光滑、真圆。

6、油封在安装前不要太早将包装纸撕开，防止杂物附着在油封表面而带入工作中。

7、装机前，油封应在唇口之间适量涂抹上添加有二硫化钼的锂基酯，防止轴在瞬间启动时，对唇口造成干磨现象，影响唇口的过盈量，并应尽快，装配。装好油封的油封座，如果不是马上装机，则建议在上面用布覆盖防止异物附着油封。涂锂基脂的手或工具一定要干净。

8、油封要平装，不能有倾斜的现象。建议采用油压设备或套筒工具安装。压力不要太大，速度要均匀、要慢。

9、对此次所装油封的机器，做上标记以利追踪，用心注意整个流程。

油封是精密元件，油封的安装与保养不当会影响使用性能，保管油封要防止灰尘、生锈和变形，油封不能受阳光直接照射，更不能受挤压。安装在轴上的油封，要防止轴和油封座槽生锈。

补充：油封装、拆时注意要点：

(1)油封安装时应涂敷油液或润滑油，并将轴端和轴肩倒圆。

(2)安装油封时，一定要使唇缘端朝向被密封的油液一侧，切忌反向装配。

(3)油封装入座孔时，应采用专用工具推入，防止位置偏斜。

(4)油封唇缘通过的螺纹、键槽、花键等处应采取各种措施来防止唇缘损伤，并用专用工具装配。

油封的分类

油封按密封作用、特点、结构类型、工作状态和密封机理等可以分成多种形式和不同叫法。

1、油封按轴的旋转线速度高低分类，油封可分为低速油封(小于6m/s)和高速油封(大于6m/s)。

2、按油封所能承受的压力高低分类，可分为常压型油封和耐压型(大于0.05Mpa)油封。

3、按油封的结构及密封原理分类，可分为标准型油封和动力回流型油封。

4、另外，按构成油封组件材质分类，又可分为有骨架型油封和无骨架型油封；有弹簧型油封和无弹簧型油封。