油封詳解(jiě)（一(yī)）

一、什(shí)麼是(shì)油封(fēng)

油封(fēng)是(shì)用于密(mì)封機(jī)械設備中旋轉(zhuǎn)軸的封油(yóu)用密封(fēng)元件，而(ér)腔體基(jī)本(běn)上是(shì)靜止的（見下圖(tú)），所以(yǐ)油(yóu)封(fēng)又稱(chēng)旋轉軸(zhóu)唇形密(mì)封圈(quān)。油封使用(yòng)部位(wèi)

機械的摩擦部分由于在(zài)機械運轉(zhuǎn)時有(yǒu)油進(jìn)入(rù)，為防止(zhǐ)這些油從機械的間(jiān)隙中洩漏而使(shǐ)用油(yóu)封，并且除(chú)了油以外(wài)還需(xū)要防止水(shuǐ)與化(huà)學藥液的(de)洩漏以及(jí)塵埃(āi)及土(tǔ)砂(shā)從外部(bù)侵入，這時候也(yě)要用(yòng)到油封

油(yóu)封的(de)密封狀(zhuàng)态(tài)，一是油封(fēng)外緣(yuán)和腔體(tǐ)之間為(wéi)靜态(tài)密封(fēng)，同時(shí)保證油封外緣(yuán)在腔體之間的(de)可靠定位(wèi)。二是油封(fēng)密(mì)封(fēng)唇和(hé)軸之間的密封狀态，當(dāng)軸旋轉(zhuǎn)時為動态(tài)密封(fēng)，當軸靜止時為(wéi)靜态密封(fēng)。各種(zhǒng)影響因素的綜(zōng)合作用及其相(xiàng)互作(zuò)用，都對(duì)油封的密封(fēng)性能(néng)和使用壽命産(chǎn)生了很(hěn)大影響。

二、油(yóu)封的主要(yào)用途

用于發動機曲(qǔ)軸和(hé)凸輪(lún)軸的密(mì)封(fēng)

小汽(qì)車，摩托車(chē)和商(shāng)用(yòng)車(chē)輛等(děng)傳動(dòng)系統（如(rú)齒輪(lún)箱、輪毂(gū)、橋軸(zhóu)、差速器）的密封(fēng)

鏟車，挖掘機等(děng)農業(yè)機(jī)械(xiè)和(hé)工程機(jī)械傳動系(xì)統的密封

工業用齒(chǐ)輪箱的密封

液(yè)壓元件（泵，馬達(dá)）的密封

日用機(jī)械洗衣(yī)機的密(mì)封

廣泛(fàn)用于機械工程(chéng)和設備(bèi)加工工業

三、油(yóu)封(fēng)的主要特點(diǎn)

油封外部為圓(yuán)筒形(xíng)用來(lái)保證(zhèng)對腔體的靜态(tài)密封(fēng)-采用内包(bāo)金(jīn)屬骨架的橡(xiàng)膠外緣；采用外(wài)露金(jīn)屬骨(gǔ)架的外緣，大多(duō)需要(yào)抛光(guāng)和鍍敷防(fáng)腐塗(tú)層。

裝(zhuāng)有彈(dàn)簧的密封唇保(bǎo)證軸的(de)動态和(hé)靜态密封的密封可靠(kào)性。經過長期開發(fā)研究(jiū)的結果，油(yóu)封的(de)密封(fēng)唇結(jié)構提高到極佳的性(xìng)能，進(jìn)而(ér)提高在(zài)更寬的(de)負(fù)荷範(fàn)圍内的(de)密封可靠性

添加防塵(chén)唇，或者在(zài)特殊情況(kuàng)下采用的多個防(fáng)塵唇，可(kě)防止外界污染(rǎn)物和灰(huī)塵(chén)侵入(rù)

油封詳(xiáng)解（二）

四(sì)、油封各部(bù)位的作(zuò)用(yòng)

油封(fēng)主要(yào)由密封體、加強骨架(jià)和(hé)自(zì)緊螺(luó)旋彈簧(huáng)等幾部(bù)分組(zǔ)成(chéng)。密封體按照不同部位(wèi)又分(fèn)為底部、腰(yāo)部、刃口和密封(fēng)唇等。下(xià)圖是：帶彈簧(huáng)并附(fù)有防塵唇的内(nèi)包骨(gǔ)架油(yóu)封各(gè)部位主要(yào)名稱(chēng)和術(shù)語。油封使用部位

金屬骨架就(jiù)如同混凝土構件裡(lǐ)面的(de)鋼筋(jīn)，起到加強的作(zuò)用，并(bìng)使(shǐ)油(yóu)封能(néng)保持形(xíng)狀(zhuàng)及張力。通常，在自由(yóu)狀态(tài)下的(de)骨架油封，其内徑比軸徑(jìng)小，即(jí)具有(yǒu)一定的“過盈量(liàng)”。因此，當油(yóu)封裝(zhuāng)入油(yóu)封座(zuò)和(hé)軸(zhóu)上之後，油封刃(rèn)口的壓力和自(zì)緊螺(luó)旋彈(dàn)簧的(de)收(shōu)縮力對軸産(chǎn)生一(yī)定的徑向(xiàng)緊力(lì)，經過(guò)一段(duàn)時間(jiān)運行(háng)後，該壓力(lì)會迅速減(jiǎn)小乃至消失，因(yīn)而，加上彈簧可以随時補(bǔ)償油(yóu)封自緊(jǐn)力，

油封(fēng)外緣(yuán)使油封在(zài)腔體孔内固定(dìng)的同時，起防(fáng)止(zhǐ)流體從油封外(wài)周面與腔(qiāng)體内表面的接(jiē)觸面(miàn)之間洩(xiè)漏(lòu)及侵(qīn)入的作用。另外金屬(shǔ)骨(gǔ)架是當油封固定在腔體内時，起保持(chí)配合(hé)力的作用(yòng)。

密封唇部(bù)是柔(róu)性彈(dàn)性體，設計(jì)成對機械的震(zhèn)動及密封流體(tǐ)的壓力變動的(de)影響(xiǎng)下仍可保(bǎo)持穩定(dìng)的密封(fēng)作用(yòng)，并起到保(bǎo)持唇部與(yǔ)軸表(biǎo)面穩定接觸狀(zhuàng)态的作用。彈簧(huáng)可提(tí)高密封唇(chún)向軸(zhóu)的壓緊力(lì)，起維持此壓緊力的作用(yòng)。唇端(duān)部被制作(zuò)成斜(xié)锲形(xíng)狀，在(zài)端部(bù)處按壓(yā)軸(zhóu)表面(miàn)，起密(mì)封流(liú)體的作用(yòng)。

防塵唇是(shì)沒有與彈(dàn)簧(huáng)連(lián)接的副(fù)唇，起防(fáng)止塵埃侵入的(de)作用(yòng)。

五、油封的(de)主要型式

油封(fēng)的各種不(bú)同型式，請參(cān)見(jiàn)：常用油封結(jié)構型式(shì)；常見(jiàn)nok标準(zhǔn)油封型(xíng)式(shì)。附圖：油封(fēng)外緣(yuán)的各種設(shè)計型式

六、油封(fēng)的密封機理

油(yóu)封的密封(fēng)機理(lǐ)涉(shè)及兩個因素(sù)，一個是腔體的密封(fēng)，主要(yào)是油封外(wài)緣(yuán)（靜态部件）在(zài)腔體中的(de)定位(wèi)；二(èr)是密封(fēng)唇口與(yǔ)旋轉軸(zhóu)表面接(jiē)觸的動态密(mì)封，這(zhè)是油(yóu)封的最重要功(gōng)能。附下(xià)圖(tú)：油封(fēng)密封(fēng)唇口與旋轉軸表面(miàn)接觸(chù)區。

  油封的外緣為了保證油封(fēng)在腔(qiāng)體的靜态(tài)密封和(hé)孔(kǒng)内(nèi)的穩固(gù)定位，并且(qiě)容易裝(zhuāng)配。一般為橡膠材(cái)質包(bāo)覆金屬骨(gǔ)架，把(bǎ)橡膠(jiāo)彈(dàn)性體(tǐ)的(de)可靠靜态(tài)密封(fēng)能力和金屬骨(gǔ)架支(zhī)持(chí)定(dìng)位的優(yōu)點結合為一(yī)體。油封(fēng)的外(wài)緣(yuán)設計(jì)有(yǒu)倒角，以(yǐ)便于裝配。另有(yǒu)油封(fēng)在外緣上(shàng)設計溝槽可以(yǐ)增加附着力，避(bì)免油封後(hòu)退和(hé)歪斜的危險，也(yě)加大了壓配合(hé)公差，可提高油(yóu)封靜态密(mì)封的可靠性(xìng)。外緣設(shè)計為金屬(shǔ)外骨架的(de)油封适用于(yú)要(yào)求在腔體(tǐ)中安(ān)裝特别牢(láo)固和精(jīng)确的場(chǎng)合，要注意的是(shì)當油封(fēng)座孔内表面糙時(shí)應當(dāng)塗覆密封膠，在密封座處可以(yǐ)使用密(mì)封劑。

油(yóu)封的(de)密(mì)封唇接(jiē)觸(chù)區的(de)密封機(jī)理對(duì)油(yóu)封所起(qǐ)的密(mì)封功(gōng)能具(jù)有極其重要的(de)意義(yì)，它取決于：密(mì)封(fēng)唇的(de)設計(jì)；彈性材料(liào)的結(jié)構；軸表面(miàn)的粗(cū)糙度等。密(mì)封唇的徑(jìng)向(xiàng)力、密封(fēng)唇(chún)的角度(dù)設計(jì)和唇(chún)尖與(yǔ)彈(dàn)簧(huáng)中心的距離設(shè)計的綜(zōng)合作用(yòng)，産生(shēng)了一(yī)種對(duì)軸(zhóu)面(miàn)不對稱分(fèn)布的接觸(chù)壓力：在油側壓(yā)力最(zuì)大并陡升增加(jiā)；在空氣(qì)側壓力(lì)呈(chéng)小角度衰減。在過盈量（密封(fēng)唇的内(nèi)徑(jìng)在自(zì)由狀(zhuàng)态(tài)、無負荷(hé)情況下設計為(wéi)比軸(zhóu)的直徑略(luè)小）的配合下，接(jiē)觸壓(yā)力(lì)的(de)這種(zhǒng)不對稱分布，與(yǔ)旋轉軸(zhóu)産生的(de)圓(yuán)周環形緊箍(gū)力的聯合作用(yòng)，導緻密(mì)封唇接(jiē)觸區的結構特性變形。這種密封(fēng)彈(dàn)性(xìng)體變形(xíng)結構是油封試運轉(zhuǎn)時形成的，對密封(fēng)性能起着決(jué)定性作用（因此，油封需要一個(gè)試運轉的(de)磨合期）。螺旋線的影響(xiǎng)加上軸(zhóu)的旋(xuán)轉，由(yóu)這種(zhǒng)變(biàn)形(xíng)構(gòu)造産生(shēng)向油側的泵吸(xī)作用。

油封(fēng)詳解(jiě)（四）

七、油(yóu)封的原(yuán)材料

油封的骨(gǔ)架和彈簧(huáng)是金(jīn)屬制(zhì)作，密封唇(chún)口等主要(yào)部分為橡膠。油封根據使用環境，可(kě)以用不同的橡(xiàng)膠進行生産(chǎn)，以滿足(zú)密封(fēng)的性(xìng)能和要(yào)求(qiú)。最常(cháng)用的耐油橡膠是(shì)丁腈橡膠，丁(dīng)腈橡膠為目前油封及(jí)o型(xíng)圈使(shǐ)用最普遍(biàn)的橡(xiàng)膠之(zhī)一。可(kě)說是目前用(yòng)途最廣(guǎng)、成本最低的橡(xiàng)膠密(mì)封件(jiàn)。制造(zào)油封常(cháng)用的還(hái)有聚丙酸(suān)酯橡膠、矽橡膠、氟橡(xiàng)膠和(hé)聚四氟乙烯等。各(gè)種橡膠的性(xìng)能(néng)請(qǐng)參見(jiàn)：主要橡膠的種(zhǒng)類與(yǔ)特長(zhǎng)。附下(xià)圖：彈簧及(jí)金(jīn)屬(shǔ)骨架材料(liào)的種(zhǒng)類及(jí)适用介質

八、油(yóu)封的(de)密封(fēng)介質

油(yóu)封所使(shǐ)用的(de)場合，其适用的密封介質(zhì)一般是礦物潤滑油(yóu)、潤(rùn)滑(huá)脂和(hé)合成(chéng)潤滑(huá)油、潤(rùn)滑脂。另外(wài)也可密封(fēng)工業(yè)生産中使用的(de)din51524液壓(yā)油類，vdma24317以及vdma24320高阻(zǔ)燃液壓油類，低(dī)潤滑(huá)特性的(de)矽(xī)油類。在特(tè)殊情(qíng)況下也(yě)可密封(fēng)潤滑性低的酸(suān)類，堿類，有機溶(róng)劑類等腐(fǔ)蝕性介質。

通常采用(yòng)氟橡膠(jiāo)材(cái)料的(de)油封(fēng)其耐(nài)腐蝕(shí)性，耐(nài)高(gāo)溫(wēn)性都(dōu)要比nbr材質的好(hǎo)，在無(wú)潤(rùn)滑、純幹燥和(hé)多介質的(de)條件(jiàn)下建議采(cǎi)用ptfe密封唇(chún)制作(zuò)的油封，其密封唇有(yǒu)足夠的潤(rùn)滑能力，大(dà)大降低唇緣(yuán)的磨損(sǔn)。單(dān)個油封(fēng)不宜密封(fēng)兩種不同(tóng)的介質，大(dà)量的化學物質增加(jiā)了對于油封材(cái)質性(xìng)能的影響(xiǎng)，油封(fēng)對密封(fēng)介(jiè)質的(de)相容性應(yīng)該通過(guò)實驗室(shì)試驗(yàn)來确定。附(fù)下(xià)圖：油封用不(bú)同橡膠對密封介質的(de)适應性(xìng)

  密封介質的污(wū)染可(kě)能是腔體鑄件制作過程(chéng)遺留(liú)的鑄(zhù)砂殘(cán)留物；或者從旋(xuán)轉元件因(yīn)摩擦(cā)磨損産生的顆(kē)粒物。例(lì)如渦輪(lún)齒輪箱中(zhōng)的(de)青(qīng)銅渦輪的磨損物；或者(zhě)由腐蝕性介質産生的産物。為防止密(mì)封介(jiè)質的污染對密封特性的(de)負面影響，一定(dìng)要注(zhù)意盡量保(bǎo)持腔體清潔。

九(jiǔ)、對油封的主要(yào)要求

1、密(mì)封(fēng)性好

2、可靠(kào)性(xìng)高

3、易于(yú)裝配(pèi)

4、與被(bèi)密封(fēng)介質(zhì)相容

5、低摩(mó)擦

油封詳(xiáng)解（五(wǔ)）

十、油封的選擇(zé)影響(xiǎng)因(yīn)素

為了(le)充分(fèn)發揮油封(fēng)的功能，必須根(gēn)據使(shǐ)用(yòng)條件(jiàn)選(xuǎn)定最合(hé)适的型(xíng)式與材(cái)料。這裡(lǐ)就主(zhǔ)要的影響因素作(zuò)一簡述(shù)。

1、軸的(de)表面(miàn)線速度：在同一直徑(jìng)條件下，不同材(cái)料制造的油封(fēng)，适應軸(zhóu)面旋轉(zhuǎn)線速(sù)度的能(néng)力不同，其(qí)關系如(rú)下圖所(suǒ)示。油封(fēng)使用的線速度(dù)範圍一般小于(yú)15m/s, 下圖給(gěi)出(chū)的容(róng)許的(de)軸(zhóu)的表面線速度是(shì)參考值，滿意的潤滑(huá)和(hé)良好(hǎo)的散熱(rè)條件才是(shì)決定(dìng)性因素。相(xiàng)應較(jiào)低的(de)數(shù)據(jù)，适用(yòng)于更(gèng)為苛(kē)刻的條件。

  2、溫度：由于(yú)旋轉軸表面(miàn)與油封的密封唇(chún)部産生(shēng)摩(mó)擦，所(suǒ)以密封唇口部的溫度高于油液中(zhōng)的溫度，一般油(yóu)封(fēng)工(gōng)作時其唇緣的溫度(dù)高于(yú)工作(zuò)介質溫度20~50℃。随着轉速(sù)增高，壓力(lì)增加(jiā)密封唇(chún)口處的溫度(dù)也(yě)随之上升。另(lìng)外，帶有防(fáng)塵唇的油封，比(bǐ)無防塵唇的(de)油(yóu)封會出現高于20℃的過高(gāo)溫度。當超過(guò)容許(xǔ)溫度(dù)時(shí)會(huì)縮(suō)短(duǎn)油封(fēng)的工作(zuò)壽(shòu)命，造(zào)成密封唇(chún)過早(zǎo)永久性(xìng)硬化，以及磨(mó)損加大。油(yóu)封的工作(zuò)溫度(dù)範圍與(yǔ)油封使(shǐ)用的材(cái)料(liào)有關(guān)：材料為丁(dīng)晴橡(xiàng)膠（nbr）時為-40~120℃，亞(yà)力克(kè)橡(xiàng)膠（acm）-30~180℃，氟(fú)橡膠（fpm）-25~300℃。

3、壓(yā)力：油封主要用(yòng)于無壓或者在(zài)微壓(yā)的條件下使用(yòng)，最大工作(zuò)壓力0.02～0.05mpa。當工作壓(yā)力超過這個值(zhí)時應選用耐壓型油(yóu)封(fēng)。

4、防(fáng)塵：為防止(zhǐ)污染物、灰(huī)塵、和(hé)濕氣等從(cóng)空氣側進入密封腔(qiāng)體内(nèi)，建議(yì)使用(yòng)帶(dài)有防塵(chén)唇的(de)油封。如果(guǒ)污染物侵(qīn)入嚴重建(jiàn)議(yì)采用2個(gè)油封，以串(chuàn)聯方式一前一後安裝。

十一、油(yóu)封安(ān)裝部分的設計(jì)

軸的設計：1、表面粗糙度，由于軸(zhóu)的速度與(yǔ)油量不同(tóng)，一般(bān)軸的(de)粗糙度過大或(huò)過小，都會影(yǐng)響(xiǎng)到油封的(de)洩漏與磨損(sǔn)。軸的表(biǎo)面粗(cū)糙度容許(xǔ)範圍為rz1.0～5.0μm ；ra0.2～0.8μm。對(duì)旋轉(zhuǎn)軸用油封，取2.5～1.6μmrz。2、硬度，旋(xuán)轉軸(zhóu)的表(biǎo)面硬度(dù)一(yī)般取≥35hrc。當介(jiè)質較髒，有(yǒu)來自外(wài)界的污染雜質，或軸表(biǎo)速度>12m/s 時，軸表面硬度(dù)應為(wéi)55hrc以上(shàng)，軸表面淬(cuì)火層深度(dù)>0.mm。3、軸的倒角(jiǎo)，推薦(jiàn)值15°~30° ,;以(yǐ)能讓(ràng)油封确實裝入(rù)，不損傷(shāng)油封唇(chún)緣為(wéi)原則(zé)。4、軸的(de)加(jiā)工，正确(què)的軸(zhóu)加工是(shì)保證密封系(xì)統正常工(gōng)作的決定(dìng)性因(yīn)素，适(shì)宜的油封軸加(jiā)工(gōng)方法是(shì)橫向給(gěi)進精研磨，金剛砂紙磨(mó)光。不适宜的加(jiā)工方(fāng)法(fǎ)是(shì)在車(chē)床上精加(jiā)工，超(chāo)精加(jiā)工，滾(gǔn)光加(jiā)工，金剛砂(shā)紙磨(mó)光（砂(shā)紙在軸向(xiàng)移動(dòng)磨光）。5、軸的材料(liào)，主要(yào)是普(pǔ)通碳素(sù)結構鋼，如c35和(hé)c45，另(lìng)外(wài)還有(yǒu)鑄鐵(tiě)，陶瓷類，樹脂塑(sù)料，但後三(sān)種材(cái)料的軸對(duì)油封的密(mì)封都(dōu)有缺(quē)陷。

腔體的(de)設計：1、表面粗糙(cāo)度，及直徑公差(chà)見下表。