油封詳解(jie)（一）

一、什麼是(shì)油封

油封是(shi)用于密封機(ji)械設備中旋(xuan)轉軸的封油(yóu)用密封元件(jian)，而腔體基本(ben)上是靜止的(de)（見下圖），所以(yi)油封又稱旋(xuán)轉軸唇形密(mi)封圈。油封使(shi)用部位

機械(xiè)的摩擦部分(fen)由于在機械(xie)運轉時有油(you)進入，為防止(zhǐ)這些油從機(jī)械的間隙中(zhōng)洩漏而使用(yòng)油封，并且除(chú)了油以外還(hái)需要防止水(shuǐ)與化學藥液(ye)的洩漏以及(jí)塵埃及土砂(shā)從外部侵入(ru)，這時候也要(yao)用到油封

油(you)封的密封狀(zhuang)态，一是油封(fēng)外緣和腔體(tǐ)之間為靜态(tài)密封，同時保(bǎo)證油封外緣(yuán)在腔體之間(jian)的可靠定位(wei)。二是油封密(mì)封唇和軸之(zhi)間的密封狀(zhuàng)态，當軸旋轉(zhuǎn)時為動态密(mì)封，當軸靜止(zhi)時為靜态密(mi)封。各種影響(xiǎng)因素的綜合(hé)作用及其相(xiàng)互作用，都對(dui)油封的密封(feng)性能和使用(yong)壽命産生了(le)很大影響。

二(er)、油封的主要(yào)用途

用于發(fā)動機曲軸和(he)凸輪軸的密(mi)封

小汽車，摩(mó)托車和商用(yong)車輛等傳動(dong)系統（如齒輪(lún)箱、輪毂、橋軸(zhou)、差速器）的密(mì)封

鏟車，挖掘(jué)機等農業機(ji)械和工程機(jī)械傳動系統(tong)的密封

工業(yè)用齒輪箱的(de)密封

液壓元(yuan)件（泵，馬達）的(de)密封

日用機(ji)械洗衣機的(de)密封

廣泛用(yong)于機械工程(chéng)和設備加工(gong)工業

三、油封(feng)的主要特點(dian)

油封外部為(wéi)圓筒形用來(lái)保證對腔體(tǐ)的靜态密封(fēng)-采用内包金(jin)屬骨架的橡(xiàng)膠外緣；采用(yòng)外露金屬骨(gu)架的外緣，大(dà)多需要抛光(guang)和鍍敷防腐(fu)塗層。

裝有彈(dan)簧的密封唇(chún)保證軸的動(dong)态和靜态密(mi)封的密封可(ke)靠性。經過長(zhǎng)期開發研究(jiū)的結果，油封(fēng)的密封唇結(jie)構提高到極(jí)佳的性能，進(jin)而提高在更(geng)寬的負荷範(fàn)圍内的密封(fēng)可靠性

添加(jia)防塵唇，或者(zhě)在特殊情況(kuang)下采用的多(duo)個防塵唇，可(ke)防止外界污(wū)染物和灰塵(chén)侵入

油封詳(xiang)解（二）

四、油封(feng)各部位的作(zuò)用

油封主要(yào)由密封體、加(jia)強骨架和自(zi)緊螺旋彈簧(huáng)等幾部分組(zǔ)成。密封體按(àn)照不同部位(wei)又分為底部(bù)、腰部、刃口和(he)密封唇等。下(xià)圖是：帶彈簧(huáng)并附有防塵(chén)唇的内包骨(gǔ)架油封各部(bù)位主要名稱(chēng)和術語。油封(fēng)使用部位

金(jīn)屬骨架就如(ru)同混凝土構(gòu)件裡面的鋼(gāng)筋，起到加強(qiáng)的作用，并使(shǐ)油封能保持(chi)形狀及張力(lì)。通常，在自由(you)狀态下的骨(gu)架油封，其内(nei)徑比軸徑小(xiao)，即具有一定(dìng)的“過盈量”。因(yin)此，當油封裝(zhuang)入油封座和(he)軸上之後，油(yóu)封刃口的壓(ya)力和自緊螺(luo)旋彈簧的收(shou)縮力對軸産(chǎn)生一定的徑(jing)向緊力，經過(guò)一段時間運(yùn)行後，該壓力(lì)會迅速減小(xiao)乃至消失，因(yin)而，加上彈簧(huáng)可以随時補(bǔ)償油封自緊(jin)力，

油封外緣(yuan)使油封在腔(qiang)體孔内固定(ding)的同時，起防(fáng)止流體從油(you)封外周面與(yu)腔體内表面(mian)的接觸面之(zhi)間洩漏及侵(qin)入的作用。另(ling)外金屬骨架(jia)是當油封固(gu)定在腔體内(nei)時，起保持配(pèi)合力的作用(yòng)。

密封唇部是(shi)柔性彈性體(tǐ)，設計成對機(jī)械的震動及(jí)密封流體的(de)壓力變動的(de)影響下仍可(kě)保持穩定的(de)密封作用，并(bìng)起到保持唇(chun)部與軸表面(mian)穩定接觸狀(zhuang)态的作用。彈(dàn)簧可提高密(mi)封唇向軸的(de)壓緊力，起維(wei)持此壓緊力(lì)的作用。唇端(duān)部被制作成(cheng)斜锲形狀，在(zài)端部處按壓(yā)軸表面，起密(mì)封流體的作(zuò)用。

防塵唇是(shi)沒有與彈簧(huáng)連接的副唇(chún)，起防止塵埃(āi)侵入的作用(yòng)。

五、油封的主(zhu)要型式

油封(fēng)的各種不同(tóng)型式，請參見(jiàn)：常用油封結(jié)構型式；常見(jian)NOK标準油封型(xing)式。附圖：油封(fēng)外緣的各種(zhǒng)設計型式

六(liu)、油封的密封(feng)機理

油封的(de)密封機理涉(shè)及兩個因素(sù)，一個是腔體(tǐ)的密封，主要(yào)是油封外緣(yuan)（靜态部件）在(zai)腔體中的定(ding)位；二是密封(feng)唇口與旋轉(zhuǎn)軸表面接觸(chù)的動态密封(feng)，這是油封的(de)最重要功能(néng)。附下圖：油封(feng)密封唇口與(yu)旋轉軸表面(miàn)接觸區。

  油封(feng)的外緣為了(le)保證油封在(zai)腔體的靜态(tai)密封和孔内(nèi)的穩固定位(wèi)，并且容易裝(zhuang)配。一般為橡(xiang)膠材質包覆(fu)金屬骨架，把(bǎ)橡膠彈性體(ti)的可靠靜态(tai)密封能力和(he)金屬骨架支(zhi)持定位的優(yōu)點結合為一(yi)體。油封的外(wai)緣設計有倒(dao)角，以便于裝(zhuāng)配。另有油封(fēng)在外緣上設(shè)計溝槽可以(yǐ)增加附着力(li)，避免油封後(hòu)退和歪斜的(de)危險，也加大(dà)了壓配合公(gōng)差，可提高油(you)封靜态密封(feng)的可靠性。外(wài)緣設計為金(jin)屬外骨架的(de)油封适用于(yú)要求在腔體(tǐ)中安裝特别(bie)牢固和精确(que)的場合，要注(zhù)意的是當油(yóu)封座孔内表(biao)面糙時應當(dang)塗覆密封膠(jiāo)，在密封座處(chù)可以使用密(mi)封劑。

油封的(de)密封唇接觸(chu)區的密封機(ji)理對油封所(suǒ)起的密封功(gong)能具有極其(qi)重要的意義(yi)，它取決于：密(mi)封唇的設計(ji)；彈性材料的(de)結構；軸表面(mian)的粗糙度等(deng)。密封唇的徑(jing)向力、密封唇(chun)的角度設計(ji)和唇尖與彈(dan)簧中心的距(ju)離設計的綜(zōng)合作用，産生(sheng)了一種對軸(zhóu)面不對稱分(fen)布的接觸壓(yā)力：在油側壓(yā)力最大并陡(dou)升增加；在空(kong)氣側壓力呈(chéng)小角度衰減(jiǎn)。在過盈量（密(mì)封唇的内徑(jìng)在自由狀态(tai)、無負荷情況(kuang)下設計為比(bǐ)軸的直徑略(lue)小）的配合下(xià)，接觸壓力的(de)這種不對稱(cheng)分布，與旋轉(zhuan)軸産生的圓(yuan)周環形緊箍(gū)力的聯合作(zuò)用，導緻密封(feng)唇接觸區的(de)結構特性變(biàn)形。這種密封(feng)彈性體變形(xíng)結構是油封(fēng)試運轉時形(xing)成的，對密封(feng)性能起着決(jué)定性作用（因(yin)此，油封需要(yao)一個試運轉(zhuan)的磨合期）。螺(luo)旋線的影響(xiang)加上軸的旋(xuán)轉，由這種變(bian)形構造産生(sheng)向油側的泵(bèng)吸作用。

油封(feng)詳解（四）

七、油(yóu)封的原材料(liao)

油封的骨架(jia)和彈簧是金(jīn)屬制作，密封(feng)唇口等主要(yao)部分為橡膠(jiāo)。油封根據使(shi)用環境，可以(yi)用不同的橡(xiang)膠進行生産(chǎn)，以滿足密封(fēng)的性能和要(yao)求。最常用的(de)耐油橡膠是(shi)丁腈橡膠，丁(dīng)腈橡膠為目(mu)前油封及O型(xing)圈使用最普(pǔ)遍的橡膠之(zhi)一。可說是目(mù)前用途最廣(guang)、成本最低的(de)橡膠密封件(jiàn)。制造油封常(cháng)用的還有聚(jù)丙酸酯橡膠(jiao)、矽橡膠、氟橡(xiàng)膠和聚四氟(fu)乙烯等。各種(zhong)橡膠的性能(néng)請參見：主要(yao)橡膠的種類(lei)與特長。附下(xia)圖：彈簧及金(jīn)屬骨架材料(liào)的種類及适(shì)用介質

八、油(yóu)封的密封介(jiè)質

油封所使(shi)用的場合，其(qi)适用的密封(fēng)介質一般是(shi)礦物潤滑油(yóu)、潤滑脂和合(he)成潤滑油、潤(rùn)滑脂。另外也(ye)可密封工業(ye)生産中使用(yòng)的DIN51524液壓油類(lèi)，VDMA24317以及VDMA24320高阻燃(ran)液壓油類，低(dī)潤滑特性的(de)矽油類。在特(tè)殊情況下也(ye)可密封潤滑(huá)性低的酸類(lei)，堿類，有機溶(rong)劑類等腐蝕(shi)性介質。

通常(chang)采用氟橡膠(jiāo)材料的油封(feng)其耐腐蝕性(xìng)，耐高溫性都(dou)要比NBR材質的(de)好，在無潤滑(huá)、純幹燥和多(duō)介質的條件(jiàn)下建議采用(yòng)PTFE密封唇制作(zuo)的油封，其密(mi)封唇有足夠(gou)的潤滑能力(li)，大大降低唇(chun)緣的磨損。單(dan)個油封不宜(yí)密封兩種不(bú)同的介質，大(dà)量的化學物(wu)質增加了對(dui)于油封材質(zhì)性能的影響(xiang)，油封對密封(fēng)介質的相容(róng)性應該通過(guò)實驗室試驗(yàn)來确定。附下(xia)圖：油封用不(bu)同橡膠對密(mì)封介質的适(shi)應性

  密封介(jiè)質的污染可(kě)能是腔體鑄(zhu)件制作過程(chéng)遺留的鑄砂(shā)殘留物；或者(zhě)從旋轉元件(jian)因摩擦磨損(sun)産生的顆粒(lì)物。例如渦輪(lun)齒輪箱中的(de)青銅渦輪的(de)磨損物；或者(zhe)由腐蝕性介(jiè)質産生的産(chǎn)物。為防止密(mi)封介質的污(wū)染對密封特(tè)性的負面影(yǐng)響，一定要注(zhu)意盡量保持(chi)腔體清潔。

九(jiǔ)、對油封的主(zhu)要要求

1、密封(feng)性好

2、可靠性(xìng)高

3、易于裝配(pei)

4、與被密封介(jie)質相容

5、低摩(mo)擦

油封詳解(jiě)（五）

十、油封的(de)選擇影響因(yīn)素

為了充分(fèn)發揮油封的(de)功能，必須根(gēn)據使用條件(jian)選定最合适(shì)的型式與材(cái)料。這裡就主(zhu)要的影響因(yīn)素作一簡述(shù)。

1、軸的表面線(xiàn)速度：在同一(yi)直徑條件下(xia)，不同材料制(zhì)造的油封，适(shi)應軸面旋轉(zhuǎn)線速度的能(néng)力不同，其關(guān)系如下圖所(suǒ)示。油封使用(yong)的線速度範(fàn)圍一般小于(yu)15m/s, 下圖給出的(de)容許的軸的(de)表面線速度(du)是參考值，滿(mǎn)意的潤滑和(hé)良好的散熱(rè)條件才是決(jue)定性因素。相(xiàng)應較低的數(shu)據，适用于更(geng)為苛刻的條(tiao)件。

  2、溫度：由于(yú)旋轉軸表面(mian)與油封的密(mi)封唇部産生(shēng)摩擦，所以密(mi)封唇口部的(de)溫度高于油(you)液中的溫度(du)，一般油封工(gong)作時其唇緣(yuán)的溫度高于(yu)工作介質溫(wen)度20~50℃。随着轉速(su)增高，壓力增(zēng)加密封唇口(kou)處的溫度也(yě)随之上升。另(lìng)外，帶有防塵(chen)唇的油封，比(bi)無防塵唇的(de)油封會出現(xiàn)高于20℃的過高(gāo)溫度。當超過(guò)容許溫度時(shi)會縮短油封(fēng)的工作壽命(mìng)，造成密封唇(chun)過早永久性(xìng)硬化，以及磨(mo)損加大。油封(fēng)的工作溫度(du)範圍與油封(feng)使用的材料(liao)有關：材料為(wéi)丁晴橡膠（NBR）時(shí)為-40~120℃，亞力克橡(xiàng)膠（ACM）-30~180℃，氟橡膠（FPM）-25~300℃。

3、壓(ya)力：油封主要(yao)用于無壓或(huo)者在微壓的(de)條件下使用(yong)，最大工作壓(yā)力0.02～0.05Mpa。當工作壓(ya)力超過這個(ge)值時應選用(yong)耐壓型油封(fēng)。

4、防塵：為防止(zhǐ)污染物、灰塵(chen)、和濕氣等從(cóng)空氣側進入(ru)密封腔體内(nei)，建議使用帶(dài)有防塵唇的(de)油封。如果污(wu)染物侵入嚴(yan)重建議采用(yong)2個油封，以串(chuàn)聯方式一前(qian)一後安裝。

十(shí)一、油封安裝(zhuāng)部分的設計(jì)

軸的設計：1、表(biao)面粗糙度，由(you)于軸的速度(dù)與油量不同(tóng)，一般軸的粗(cu)糙度過大或(huo)過小，都會影(ying)響到油封的(de)洩漏與磨損(sǔn)。軸的表面粗(cu)糙度容許範(fàn)圍為Rz1.0～5.0μm ；Ra0.2～0.8μm。對旋轉(zhuan)軸用油封，取(qu)2.5～1.6μmRz。2、硬度，旋轉軸(zhou)的表面硬度(dù)一般取≥35HRC。當介(jiè)質較髒，有來(lai)自外界的污(wū)染雜質，或軸(zhou)表速度>12m/s 時，軸(zhou)表面硬度應(yīng)為55HRC以上，軸表(biǎo)面淬火層深(shen)度>0.mm。3、軸的倒角(jiǎo)，推薦值15°~30° ,;以能(neng)讓油封确實(shí)裝入，不損傷(shang)油封唇緣為(wei)原則。4、軸的加(jia)工，正确的軸(zhóu)加工是保證(zhèng)密封系統正(zhèng)常工作的決(jue)定性因素，适(shi)宜的油封軸(zhóu)加工方法是(shi)橫向給進精(jīng)研磨，金剛砂(shā)紙磨光。不适(shi)宜的加工方(fang)法是在車床(chuang)上精加工，超(chāo)精加工，滾光(guāng)加工，金剛砂(shā)紙磨光（砂紙(zhi)在軸向移動(dong)磨光）。5、軸的材(cái)料，主要是普(pǔ)通碳素結構(gòu)鋼，如C35和C45，另外(wài)還有鑄鐵，陶(tao)瓷類，樹脂塑(su)料，但後三種(zhǒng)材料的軸對(dui)油封的密封(feng)都有缺陷。

腔(qiang)體的設計：1、表(biǎo)面粗糙度，及(ji)直徑公差見(jian)下表。