油封(feng)詳解（一）

一(yī)、什麼是油(yóu)封

油封是(shì)用于密封(feng)機械設備(bei)中旋轉軸(zhou)的封油用(yòng)密封元件(jiàn)，而腔體基(jī)本上是靜(jìng)止的（見下(xià)圖），所以油(you)封又稱旋(xuan)轉軸唇形(xing)密封圈。油(yóu)封使用部(bù)位

機械的(de)摩擦部分(fen)由于在機(jī)械運轉時(shi)有油進入(ru)，為防止這(zhe)些油從機(jī)械的間隙(xi)中洩漏而(ér)使用油封(fēng)，并且除了(le)油以外還(hai)需要防止(zhi)水與化學(xue)藥液的洩(xiè)漏以及塵(chén)埃及土砂(sha)從外部侵(qīn)入，這時候(hou)也要用到(dào)油封

油封(fēng)的密封狀(zhuang)态，一是油(you)封外緣和(hé)腔體之間(jian)為靜态密(mi)封，同時保(bao)證油封外(wai)緣在腔體(ti)之間的可(kě)靠定位。二(èr)是油封密(mi)封唇和軸(zhou)之間的密(mì)封狀态，當(dang)軸旋轉時(shí)為動态密(mi)封，當軸靜(jing)止時為靜(jing)态密封。各(ge)種影響因(yin)素的綜合(hé)作用及其(qí)相互作用(yong)，都對油封(feng)的密封性(xing)能和使用(yòng)壽命産生(sheng)了很大影(yǐng)響。

二、油封(fēng)的主要用(yong)途

用于發(fa)動機曲軸(zhóu)和凸輪軸(zhou)的密封

小(xiǎo)汽車，摩托(tuo)車和商用(yong)車輛等傳(chuán)動系統（如(rú)齒輪箱、輪(lún)毂、橋軸、差(cha)速器）的密(mi)封

鏟車，挖(wā)掘機等農(nong)業機械和(hé)工程機械(xiè)傳動系統(tǒng)的密封

工(gōng)業用齒輪(lún)箱的密封(feng)

液壓元件(jiàn)（泵，馬達）的(de)密封

日用(yong)機械洗衣(yī)機的密封(fēng)

廣泛用于(yú)機械工程(chéng)和設備加(jia)工工業

三(sān)、油封的主(zhu)要特點

油(yóu)封外部為(wei)圓筒形用(yòng)來保證對(dui)腔體的靜(jing)态密封-采(cǎi)用内包金(jin)屬骨架的(de)橡膠外緣(yuán)；采用外露(lù)金屬骨架(jia)的外緣，大(da)多需要抛(pāo)光和鍍敷(fū)防腐塗層(ceng)。

裝有彈簧(huáng)的密封唇(chún)保證軸的(de)動态和靜(jìng)态密封的(de)密封可靠(kào)性。經過長(zhǎng)期開發研(yán)究的結果(guǒ)，油封的密(mì)封唇結構(gòu)提高到極(jí)佳的性能(neng)，進而提高(gāo)在更寬的(de)負荷範圍(wei)内的密封(fēng)可靠性

添(tiān)加防塵唇(chun)，或者在特(te)殊情況下(xià)采用的多(duō)個防塵唇(chun)，可防止外(wài)界污染物(wu)和灰塵侵(qīn)入

油封詳(xiáng)解（二）

四、油(you)封各部位(wei)的作用

油(you)封主要由(yóu)密封體、加(jiā)強骨架和(hé)自緊螺旋(xuán)彈簧等幾(ji)部分組成(chéng)。密封體按(an)照不同部(bu)位又分為(wei)底部、腰部(bu)、刃口和密(mi)封唇等。下(xià)圖是：帶彈(dàn)簧并附有(you)防塵唇的(de)内包骨架(jia)油封各部(bù)位主要名(míng)稱和術語(yu)。油封使用(yong)部位

金屬(shǔ)骨架就如(ru)同混凝土(tu)構件裡面(mian)的鋼筋，起(qǐ)到加強的(de)作用，并使(shǐ)油封能保(bǎo)持形狀及(jí)張力。通常(chang)，在自由狀(zhuang)态下的骨(gǔ)架油封，其(qi)内徑比軸(zhou)徑小，即具(jù)有一定的(de)“過盈量”。因(yin)此，當油封(feng)裝入油封(feng)座和軸上(shàng)之後，油封(feng)刃口的壓(ya)力和自緊(jin)螺旋彈簧(huang)的收縮力(li)對軸産生(shēng)一定的徑(jing)向緊力，經(jīng)過一段時(shi)間運行後(hòu)，該壓力會(hui)迅速減小(xiǎo)乃至消失(shī)，因而，加上(shàng)彈簧可以(yi)随時補償(chang)油封自緊(jin)力，

油封外(wai)緣使油封(feng)在腔體孔(kǒng)内固定的(de)同時，起防(fang)止流體從(cóng)油封外周(zhōu)面與腔體(tǐ)内表面的(de)接觸面之(zhī)間洩漏及(jí)侵入的作(zuò)用。另外金(jin)屬骨架是(shi)當油封固(gù)定在腔體(ti)内時，起保(bǎo)持配合力(li)的作用。

密(mì)封唇部是(shi)柔性彈性(xìng)體，設計成(cheng)對機械的(de)震動及密(mi)封流體的(de)壓力變動(dòng)的影響下(xià)仍可保持(chi)穩定的密(mi)封作用，并(bìng)起到保持(chi)唇部與軸(zhóu)表面穩定(dìng)接觸狀态(tài)的作用。彈(dàn)簧可提高(gao)密封唇向(xiàng)軸的壓緊(jǐn)力，起維持(chí)此壓緊力(li)的作用。唇(chun)端部被制(zhi)作成斜锲(qie)形狀，在端(duān)部處按壓(yā)軸表面，起(qǐ)密封流體(tǐ)的作用。

防(fang)塵唇是沒(méi)有與彈簧(huang)連接的副(fù)唇，起防止(zhi)塵埃侵入(rù)的作用。

五(wǔ)、油封的主(zhǔ)要型式

油(yóu)封的各種(zhong)不同型式(shì)，請參見：常(cháng)用油封結(jie)構型式；常(cháng)見NOK标準油(you)封型式。附(fu)圖：油封外(wài)緣的各種(zhǒng)設計型式(shi)

六、油封的(de)密封機理(li)

油封的密(mi)封機理涉(shè)及兩個因(yīn)素，一個是(shi)腔體的密(mì)封，主要是(shi)油封外緣(yuán)（靜态部件(jian)）在腔體中(zhōng)的定位；二(er)是密封唇(chun)口與旋轉(zhuan)軸表面接(jie)觸的動态(tai)密封，這是(shì)油封的最(zuì)重要功能(néng)。附下圖：油(you)封密封唇(chun)口與旋轉(zhuǎn)軸表面接(jiē)觸區。

  油封(fēng)的外緣為(wéi)了保證油(you)封在腔體(tǐ)的靜态密(mi)封和孔内(nèi)的穩固定(ding)位，并且容(róng)易裝配。一(yi)般為橡膠(jiāo)材質包覆(fu)金屬骨架(jià)，把橡膠彈(dan)性體的可(ke)靠靜态密(mì)封能力和(he)金屬骨架(jia)支持定位(wèi)的優點結(jie)合為一體(tǐ)。油封的外(wài)緣設計有(you)倒角，以便(biàn)于裝配。另(lìng)有油封在(zai)外緣上設(shè)計溝槽可(ke)以增加附(fù)着力，避免(miǎn)油封後退(tui)和歪斜的(de)危險，也加(jiā)大了壓配(pèi)合公差，可(kě)提高油封(feng)靜态密封(feng)的可靠性(xìng)。外緣設計(jì)為金屬外(wai)骨架的油(you)封适用于(yú)要求在腔(qiāng)體中安裝(zhuang)特别牢固(gu)和精确的(de)場合，要注(zhù)意的是當(dāng)油封座孔(kǒng)内表面糙(cao)時應當塗(tú)覆密封膠(jiāo)，在密封座(zuo)處可以使(shi)用密封劑(ji)。

油封的密(mi)封唇接觸(chu)區的密封(feng)機理對油(yóu)封所起的(de)密封功能(néng)具有極其(qi)重要的意(yì)義，它取決(jué)于：密封唇(chun)的設計；彈(dàn)性材料的(de)結構；軸表(biao)面的粗糙(cāo)度等。密封(feng)唇的徑向(xiàng)力、密封唇(chun)的角度設(shè)計和唇尖(jian)與彈簧中(zhōng)心的距離(li)設計的綜(zōng)合作用，産(chǎn)生了一種(zhǒng)對軸面不(bú)對稱分布(bu)的接觸壓(ya)力：在油側(ce)壓力最大(dà)并陡升增(zēng)加；在空氣(qi)側壓力呈(cheng)小角度衰(shuāi)減。在過盈(ying)量（密封唇(chun)的内徑在(zài)自由狀态(tài)、無負荷情(qíng)況下設計(jì)為比軸的(de)直徑略小(xiǎo)）的配合下(xia)，接觸壓力(lì)的這種不(bú)對稱分布(bù)，與旋轉軸(zhóu)産生的圓(yuán)周環形緊(jǐn)箍力的聯(lian)合作用，導(dao)緻密封唇(chún)接觸區的(de)結構特性(xìng)變形。這種(zhǒng)密封彈性(xìng)體變形結(jié)構是油封(feng)試運轉時(shí)形成的，對(duì)密封性能(neng)起着決定(ding)性作用（因(yin)此，油封需(xū)要一個試(shi)運轉的磨(mó)合期）。螺旋(xuán)線的影響(xiǎng)加上軸的(de)旋轉，由這(zhe)種變形構(gòu)造産生向(xiàng)油側的泵(beng)吸作用。

油(you)封詳解（四(sì)）

七、油封的(de)原材料

油(you)封的骨架(jia)和彈簧是(shi)金屬制作(zuo)，密封唇口(kǒu)等主要部(bù)分為橡膠(jiao)。油封根據(ju)使用環境(jìng)，可以用不(bú)同的橡膠(jiao)進行生産(chǎn)，以滿足密(mi)封的性能(néng)和要求。最(zui)常用的耐(nài)油橡膠是(shi)丁腈橡膠(jiao)，丁腈橡膠(jiāo)為目前油(yóu)封及O型圈(quan)使用最普(pǔ)遍的橡膠(jiāo)之一。可說(shuo)是目前用(yòng)途最廣、成(cheng)本最低的(de)橡膠密封(fēng)件。制造油(yóu)封常用的(de)還有聚丙(bing)酸酯橡膠(jiāo)、矽橡膠、氟(fú)橡膠和聚(jù)四氟乙烯(xī)等。各種橡(xiàng)膠的性能(neng)請參見：主(zhǔ)要橡膠的(de)種類與特(te)長。附下圖(tu)：彈簧及金(jīn)屬骨架材(cai)料的種類(lei)及适用介(jiè)質

八、油封(fēng)的密封介(jiè)質

油封所(suǒ)使用的場(chang)合，其适用(yòng)的密封介(jie)質一般是(shi)礦物潤滑(hua)油、潤滑脂(zhi)和合成潤(rùn)滑油、潤滑(huá)脂。另外也(yě)可密封工(gōng)業生産中(zhong)使用的DIN51524液(yè)壓油類，VDMA24317以(yi)及VDMA24320高阻燃(ran)液壓油類(lèi)，低潤滑特(tè)性的矽油(you)類。在特殊(shū)情況下也(ye)可密封潤(rùn)滑性低的(de)酸類，堿類(lei)，有機溶劑(jì)類等腐蝕(shi)性介質。

通(tōng)常采用氟(fu)橡膠材料(liào)的油封其(qí)耐腐蝕性(xìng)，耐高溫性(xing)都要比NBR材(cai)質的好，在(zài)無潤滑、純(chún)幹燥和多(duō)介質的條(tiao)件下建議(yì)采用PTFE密封(feng)唇制作的(de)油封，其密(mi)封唇有足(zu)夠的潤滑(huá)能力，大大(dà)降低唇緣(yuan)的磨損。單(dan)個油封不(bu)宜密封兩(liǎng)種不同的(de)介質，大量(liang)的化學物(wù)質增加了(le)對于油封(feng)材質性能(néng)的影響，油(you)封對密封(feng)介質的相(xiang)容性應該(gāi)通過實驗(yàn)室試驗來(lai)确定。附下(xià)圖：油封用(yong)不同橡膠(jiao)對密封介(jie)質的适應(yīng)性

  密封介(jie)質的污染(ran)可能是腔(qiang)體鑄件制(zhì)作過程遺(yi)留的鑄砂(sha)殘留物；或(huo)者從旋轉(zhuǎn)元件因摩(mó)擦磨損産(chǎn)生的顆粒(lì)物。例如渦(wo)輪齒輪箱(xiāng)中的青銅(tóng)渦輪的磨(mó)損物；或者(zhě)由腐蝕性(xing)介質産生(sheng)的産物。為(wei)防止密封(fēng)介質的污(wū)染對密封(feng)特性的負(fu)面影響，一(yi)定要注意(yi)盡量保持(chí)腔體清潔(jié)。

九、對油封(feng)的主要要(yào)求

1、密封性(xing)好

2、可靠性(xìng)高

3、易于裝(zhuang)配

4、與被密(mi)封介質相(xiàng)容

5、低摩擦(ca)

油封詳解(jiě)（五）

十、油封(fēng)的選擇影(yǐng)響因素

為(wéi)了充分發(fā)揮油封的(de)功能，必須(xu)根據使用(yong)條件選定(ding)最合适的(de)型式與材(cái)料。這裡就(jiu)主要的影(yǐng)響因素作(zuò)一簡述。

1、軸(zhou)的表面線(xian)速度：在同(tóng)一直徑條(tiáo)件下，不同(tóng)材料制造(zào)的油封，适(shi)應軸面旋(xuan)轉線速度(dù)的能力不(bu)同，其關系(xi)如下圖所(suo)示。油封使(shi)用的線速(su)度範圍一(yi)般小于15m/s, 下(xia)圖給出的(de)容許的軸(zhóu)的表面線(xian)速度是參(can)考值，滿意(yi)的潤滑和(hé)良好的散(sàn)熱條件才(cai)是決定性(xìng)因素。相應(yīng)較低的數(shù)據，适用于(yu)更為苛刻(kè)的條件。

  2、溫(wen)度：由于旋(xuan)轉軸表面(mian)與油封的(de)密封唇部(bù)産生摩擦(cā)，所以密封(feng)唇口部的(de)溫度高于(yú)油液中的(de)溫度，一般(bān)油封工作(zuò)時其唇緣(yuán)的溫度高(gao)于工作介(jiè)質溫度20~50℃。随(suí)着轉速增(zēng)高，壓力增(zeng)加密封唇(chún)口處的溫(wēn)度也随之(zhi)上升。另外(wài)，帶有防塵(chén)唇的油封(feng)，比無防塵(chen)唇的油封(fēng)會出現高(gāo)于20℃的過高(gāo)溫度。當超(chāo)過容許溫(wēn)度時會縮(suō)短油封的(de)工作壽命(ming)，造成密封(feng)唇過早永(yong)久性硬化(hua)，以及磨損(sun)加大。油封(fēng)的工作溫(wēn)度範圍與(yǔ)油封使用(yong)的材料有(yǒu)關：材料為(wei)丁晴橡膠(jiāo)（NBR）時為-40~120℃，亞力(li)克橡膠（ACM）-30~180℃，氟(fu)橡膠（FPM）-25~300℃。

3、壓力(lì)：油封主要(yào)用于無壓(ya)或者在微(wēi)壓的條件(jian)下使用，最(zuì)大工作壓(yā)力0.02～0.05Mpa。當工作(zuo)壓力超過(guò)這個值時(shí)應選用耐(nai)壓型油封(fēng)。

4、防塵：為防(fáng)止污染物(wu)、灰塵、和濕(shī)氣等從空(kōng)氣側進入(rù)密封腔體(tǐ)内，建議使(shǐ)用帶有防(fang)塵唇的油(yóu)封。如果污(wū)染物侵入(rù)嚴重建議(yì)采用2個油(yóu)封，以串聯(lian)方式一前(qian)一後安裝(zhuāng)。

十一、油封(feng)安裝部分(fèn)的設計

軸(zhóu)的設計：1、表(biao)面粗糙度(du)，由于軸的(de)速度與油(yóu)量不同，一(yi)般軸的粗(cu)糙度過大(dà)或過小，都(dōu)會影響到(dào)油封的洩(xiè)漏與磨損(sǔn)。軸的表面(mian)粗糙度容(róng)許範圍為(wei)Rz1.0～5.0μm ；Ra0.2～0.8μm。對旋轉軸(zhóu)用油封，取(qǔ)2.5～1.6μmRz。2、硬度，旋轉(zhuǎn)軸的表面(mian)硬度一般(ban)取≥35HRC。當介質(zhi)較髒，有來(lái)自外界的(de)污染雜質(zhì)，或軸表速(sù)度>12m/s 時，軸表(biǎo)面硬度應(yīng)為55HRC以上，軸(zhóu)表面淬火(huo)層深度>0.mm。3、軸(zhou)的倒角，推(tui)薦值15°~30° ,;以能(neng)讓油封确(que)實裝入，不(bú)損傷油封(fēng)唇緣為原(yuan)則。4、軸的加(jia)工，正确的(de)軸加工是(shì)保證密封(feng)系統正常(chang)工作的決(jue)定性因素(su)，适宜的油(you)封軸加工(gong)方法是橫(héng)向給進精(jing)研磨，金剛(gāng)砂紙磨光(guang)。不适宜的(de)加工方法(fǎ)是在車床(chuáng)上精加工(gōng)，超精加工(gōng)，滾光加工(gōng)，金剛砂紙(zhǐ)磨光（砂紙(zhi)在軸向移(yí)動磨光）。5、軸(zhóu)的材料，主(zhu)要是普通(tong)碳素結構(gòu)鋼，如C35和C45，另(ling)外還有鑄(zhù)鐵，陶瓷類(lèi)，樹脂塑料(liao)，但後三種(zhǒng)材料的軸(zhou)對油封的(de)密封都有(yǒu)缺陷。

腔體(tǐ)的設計：1、表(biao)面粗糙度(du)，及直徑公(gōng)差見下表(biǎo)。