油封詳解(jie)（一）

一、什麼是(shi)油封

油封是(shì)用于密封機(jī)械設備中旋(xuan)轉軸的封油(you)用密封元件(jiàn)，而腔體基本(běn)上是靜止的(de)（見下圖），所以(yǐ)油封又稱旋(xuan)轉軸唇形密(mì)封圈。油封使(shi)用部位

機械(xiè)的摩擦部分(fèn)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(yong)油封，并且除(chu)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(sha)從外部侵入(ru)，這時候也要(yào)用到油封

油(yóu)封的密封狀(zhuàng)态，一是油封(fēng)外緣和腔體(ti)之間為靜态(tai)密封，同時保(bǎo)證油封外緣(yuan)在腔體之間(jiān)的可靠定位(wei)。二是油封密(mì)封唇和軸之(zhī)間的密封狀(zhuàng)态，當軸旋轉(zhuan)時為動态密(mi)封，當軸靜止(zhǐ)時為靜态密(mì)封。各種影響(xiang)因素的綜合(hé)作用及其相(xiàng)互作用，都對(duì)油封的密封(fēng)性能和使用(yòng)壽命産生了(le)很大影響。

二(er)、油封的主要(yao)用途

用于發(fa)動機曲軸和(hé)凸輪軸的密(mi)封

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

鏟車，挖掘(jue)機等農業機(jī)械和工程機(ji)械傳動系統(tǒng)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(yòng)于機械工程(cheng)和設備加工(gōng)工業

三、油封(fēng)的主要特點(diǎn)

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

裝有彈(dàn)簧的密封唇(chun)保證軸的動(dòng)态和靜态密(mì)封的密封可(ke)靠性。經過長(zhǎng)期開發研究(jiu)的結果，油封(fēng)的密封唇結(jie)構提高到極(ji)佳的性能，進(jin)而提高在更(gèng)寬的負荷範(fàn)圍内的密封(feng)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(chen)侵入

油封詳(xiáng)解（二）

四、油封(fēng)各部位的作(zuò)用

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

金(jin)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(shi)油封能保持(chí)形狀及張力(li)。通常，在自由(yóu)狀态下的骨(gu)架油封，其内(nei)徑比軸徑小(xiǎo)，即具有一定(dìng)的“過盈量”。因(yīn)此，當油封裝(zhuāng)入油封座和(hé)軸上之後，油(you)封刃口的壓(ya)力和自緊螺(luo)旋彈簧的收(shou)縮力對軸産(chan)生一定的徑(jing)向緊力，經過(guò)一段時間運(yun)行後，該壓力(li)會迅速減小(xiao)乃至消失，因(yīn)而，加上彈簧(huang)可以随時補(bǔ)償油封自緊(jǐn)力，

油封外緣(yuán)使油封在腔(qiāng)體孔内固定(ding)的同時，起防(fang)止流體從油(you)封外周面與(yu)腔體内表面(miàn)的接觸面之(zhi)間洩漏及侵(qin)入的作用。另(ling)外金屬骨架(jià)是當油封固(gù)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(ti)，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(bing)起到保持唇(chún)部與軸表面(miàn)穩定接觸狀(zhuàng)态的作用。彈(dàn)簧可提高密(mì)封唇向軸的(de)壓緊力，起維(wéi)持此壓緊力(lì)的作用。唇端(duān)部被制作成(cheng)斜锲形狀，在(zai)端部處按壓(yā)軸表面，起密(mì)封流體的作(zuo)用。

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

五、油封的主(zhu)要型式

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

六(liù)、油封的密封(fēng)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(yao)是油封外緣(yuan)（靜态部件）在(zài)腔體中的定(ding)位；二是密封(feng)唇口與旋轉(zhuan)軸表面接觸(chu)的動态密封(fēng)，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(fēng)的外緣為了(le)保證油封在(zai)腔體的靜态(tai)密封和孔内(nei)的穩固定位(wei)，并且容易裝(zhuāng)配。一般為橡(xiang)膠材質包覆(fù)金屬骨架，把(bǎ)橡膠彈性體(ti)的可靠靜态(tài)密封能力和(hé)金屬骨架支(zhī)持定位的優(you)點結合為一(yī)體。油封的外(wài)緣設計有倒(dǎo)角，以便于裝(zhuāng)配。另有油封(fēng)在外緣上設(shè)計溝槽可以(yi)增加附着力(lì)，避免油封後(hòu)退和歪斜的(de)危險，也加大(dà)了壓配合公(gong)差，可提高油(yóu)封靜态密封(feng)的可靠性。外(wai)緣設計為金(jīn)屬外骨架的(de)油封适用于(yu)要求在腔體(tǐ)中安裝特别(bié)牢固和精确(que)的場合，要注(zhu)意的是當油(yóu)封座孔内表(biǎo)面糙時應當(dang)塗覆密封膠(jiāo)，在密封座處(chu)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(gōng)能具有極其(qi)重要的意義(yì)，它取決于：密(mì)封唇的設計(jì)；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(chún)的角度設計(ji)和唇尖與彈(dàn)簧中心的距(jù)離設計的綜(zōng)合作用，産生(shēng)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(dǒu)升增加；在空(kōng)氣側壓力呈(cheng)小角度衰減(jian)。在過盈量（密(mi)封唇的内徑(jìng)在自由狀态(tài)、無負荷情況(kuàng)下設計為比(bi)軸的直徑略(luè)小）的配合下(xia)，接觸壓力的(de)這種不對稱(chēng)分布，與旋轉(zhuan)軸産生的圓(yuan)周環形緊箍(gu)力的聯合作(zuo)用，導緻密封(feng)唇接觸區的(de)結構特性變(bian)形。這種密封(feng)彈性體變形(xing)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(yào)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(beng)吸作用。

油封(feng)詳解（四）

七、油(yóu)封的原材料(liao)

油封的骨架(jià)和彈簧是金(jin)屬制作，密封(feng)唇口等主要(yào)部分為橡膠(jiao)。油封根據使(shi)用環境，可以(yi)用不同的橡(xiang)膠進行生産(chan)，以滿足密封(fēng)的性能和要(yao)求。最常用的(de)耐油橡膠是(shì)丁腈橡膠，丁(ding)腈橡膠為目(mù)前油封及O型(xíng)圈使用最普(pǔ)遍的橡膠之(zhī)一。可說是目(mu)前用途最廣(guang)、成本最低的(de)橡膠密封件(jian)。制造油封常(cháng)用的還有聚(ju)丙酸酯橡膠(jiāo)、矽橡膠、氟橡(xiang)膠和聚四氟(fú)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(xià)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(run)滑脂。另外也(ye)可密封工業(yè)生産中使用(yòng)的DIN51524液壓油類(lei)，VDMA24317以及VDMA24320高阻燃(ran)液壓油類，低(di)潤滑特性的(de)矽油類。在特(te)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(cháng)采用氟橡膠(jiāo)材料的油封(feng)其耐腐蝕性(xìng)，耐高溫性都(dōu)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(yong)PTFE密封唇制作(zuò)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(dān)個油封不宜(yí)密封兩種不(bu)同的介質，大(da)量的化學物(wù)質增加了對(dui)于油封材質(zhi)性能的影響(xiǎng)，油封對密封(feng)介質的相容(rong)性應該通過(guò)實驗室試驗(yan)來确定。附下(xia)圖：油封用不(bú)同橡膠對密(mi)封介質的适(shì)應性

  密封介(jiè)質的污染可(ke)能是腔體鑄(zhu)件制作過程(chéng)遺留的鑄砂(sha)殘留物；或者(zhe)從旋轉元件(jian)因摩擦磨損(sun)産生的顆粒(lì)物。例如渦輪(lún)齒輪箱中的(de)青銅渦輪的(de)磨損物；或者(zhě)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(te)性的負面影(yǐng)響，一定要注(zhù)意盡量保持(chi)腔體清潔。

九(jiu)、對油封的主(zhu)要要求

1、密封(fēng)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(mó)擦

油封詳解(jie)（五）

十、油封的(de)選擇影響因(yin)素

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

1、軸的表面線(xian)速度：在同一(yī)直徑條件下(xia)，不同材料制(zhi)造的油封，适(shi)應軸面旋轉(zhuan)線速度的能(neng)力不同，其關(guān)系如下圖所(suo)示。油封使用(yong)的線速度範(fan)圍一般小于(yú)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(man)意的潤滑和(he)良好的散熱(re)條件才是決(jué)定性因素。相(xiang)應較低的數(shu)據，适用于更(geng)為苛刻的條(tiáo)件。

  2、溫度：由于(yu)旋轉軸表面(miàn)與油封的密(mì)封唇部産生(sheng)摩擦，所以密(mì)封唇口部的(de)溫度高于油(you)液中的溫度(du)，一般油封工(gōng)作時其唇緣(yuan)的溫度高于(yú)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(kǒu)處的溫度也(yě)随之上升。另(ling)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(ming)，造成密封唇(chún)過早永久性(xing)硬化，以及磨(mó)損加大。油封(feng)的工作溫度(du)範圍與油封(feng)使用的材料(liào)有關：材料為(wéi)丁晴橡膠（NBR）時(shi)為-40~120℃，亞力克橡(xiàng)膠（ACM）-30~180℃，氟橡膠（FPM）-25~300℃。

3、壓(yā)力：油封主要(yào)用于無壓或(huò)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(yā)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(rù)密封腔體内(nèi)，建議使用帶(dai)有防塵唇的(de)油封。如果污(wū)染物侵入嚴(yán)重建議采用(yong)2個油封，以串(chuàn)聯方式一前(qián)一後安裝。

十(shi)一、油封安裝(zhuang)部分的設計(ji)

軸的設計：1、表(biao)面粗糙度，由(yóu)于軸的速度(du)與油量不同(tong)，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(zhuǎn)軸用油封，取(qǔ)2.5～1.6μmRz。2、硬度，旋轉軸(zhou)的表面硬度(du)一般取≥35HRC。當介(jiè)質較髒，有來(lái)自外界的污(wū)染雜質，或軸(zhóu)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(shi)裝入，不損傷(shāng)油封唇緣為(wei)原則。4、軸的加(jia)工，正确的軸(zhóu)加工是保證(zheng)密封系統正(zheng)常工作的決(jué)定性因素，适(shì)宜的油封軸(zhou)加工方法是(shi)橫向給進精(jīng)研磨，金剛砂(sha)紙磨光。不适(shì)宜的加工方(fang)法是在車床(chuáng)上精加工，超(chāo)精加工，滾光(guāng)加工，金剛砂(shā)紙磨光（砂紙(zhǐ)在軸向移動(dong)磨光）。5、軸的材(cái)料，主要是普(pǔ)通碳素結構(gou)鋼，如C35和C45，另外(wai)還有鑄鐵，陶(tao)瓷類，樹脂塑(su)料，但後三種(zhong)材料的軸對(duì)油封的密封(feng)都有缺陷。

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