如上圖,在很多密封機械設備中,腔體(ti) 與(yu) 旋轉軸之間一般存在軸承或類似的支撐件,而這些支撐件防油效果達不到要求,這時就需要增加油封來密封防漏油。油封就是用於(yu) 密封機械設備中旋轉軸的封油用的密封元件,而密封的腔體(ti) 是靜止的,故油封又稱旋轉軸唇形密封圈。 油封結構由三部分組成:橡膠本體(ti) (重要密封位置:密封唇部②、防塵唇部③、配合部④)、金屬嵌件(又稱骨架,提供剛性、密封性和裝配定位)和抱緊彈簧(提供密封唇部抱緊力,使得唇部與(yu) 軸一直處於(yu) 接觸狀態)。油封是如何防止潤滑油從(cong) 軸與(yu) 腔體(ti) 之間泄漏的呢? 油封外圓彈性配合部與(yu) 腔體(ti) 之間為(wei) 過盈裝配,處於(yu) 靜態密封;油封彈性密封唇部與(yu) 軸之間也為(wei) 過盈狀態,且由彈簧提供一定的抱緊力,當軸不旋轉時,處於(yu) 靜態密封,當軸旋轉時,處於(yu) 動態密封。密封唇部與(yu) 軸直接接觸,在腔體(ti) 內(nei) 油側(ce) 和外部空氣側(ce) 之間形成一層油膜,阻止油的泄漏。 油封密封的特點:防止潤滑油滲漏,也可防水和灰塵進入;轉矩小、密封性好;結構簡單,裝拆方便;能適用較高轉速;可適用不同使用環境。
二、骨架油封選型: 油封的結構類型非常多,應用場景也很多,選擇類型可同油封供應商充分溝通。附某知名廠家的選型流程:
在工具上選用種類並不多,主要用TC型油封。典型的場景是腔體(ti) 內(nei) 填充較多潤滑脂,工作時有溫升,內(nei) 部會(hui) 產(chan) 生壓力(一般小於(yu) 0.3bar),外部有灰塵的場合。
應用示例:電錘轉子與(yu) 減速箱安裝處、轉套與(yu) 箱體(ti) 之間。
油封材料選擇:受油封圓周速度的影響,依據軸直徑和旋轉速度,依據下圖,可初步確定油封材料。工具上,一般軸徑較小,轉速較低的油封用NBR丁腈橡膠;轉速高或高溫環境或圓周速度大的場景用FPM氟橡膠。比如丁腈橡膠的O形圈最大的線速度是2m/s,而丁腈橡膠的油封最大的線速度可到7m/s。其它尺寸公差一般油封廠家都會(hui) 提供推薦值。
旋轉軸的要求:表麵粗糙度為(wei) Ra0.2~0.8μm,在接觸部位不允許有任何溝痕。一般硬度不能低於(yu) HRC45,圓周速度超過4m/s,軸的硬度不得小於(yu) HRC55。軸的安裝端需要有倒角導向。
三、油封的安裝: 1、油封壓入油封孔中。要求油封骨架受力,且一周受力均勻。壓裝後,油封密封唇部平麵與(yu) 旋轉軸中心線垂直。
2、軸端套導錐套引導,穿過油封,保護油封唇口。
導錐套簡圖:軸端部放入導錐套孔內(nei) 。
3、安裝注意點: ①密封唇口提前塗潤滑脂,確保良好潤滑; ②油封安裝孔口部要設置倒角,方便壓入和預防配合部的橡膠切肉; ③大部分壓裝是壓大端麵,但有些情況要壓小端麵的,注意壓頭要壓到骨架上。總的原則是壓裝時要讓骨架周圈均勻受力,如下圖;
④壓裝方式和位置控製:依據設計給出的定位基準的不同,壓裝方法和壓裝定位的限位控製也不一樣。圖a是工裝的上壓頭台階限位,圖b是油封孔底台階限位,圖c是中間定位芯棒限位,紅線是限位位置。圖d是中心定位杆定心裝配方式。
工具上油封主要失效現象是唇口漏油。針對唇口漏油失效,可參照下列魚骨圖排查。在居多應用中,最容易忽視的是密封唇口彈簧的抱緊力,過大過小均不好,因此要在設計階段與(yu) 廠家交流,結合橡膠選材+軸的轉速+工作環境等綜合考慮,設計抱緊力。
總之,油封的知識非常多,這裏也隻是簡單介紹了一下功能、選型、安裝和失效模式,遇到問題與(yu) 專(zhuan) 業(ye) 廠商溝通,一定能找到解決(jue) 方案。
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