氟胶骨架油封
骨架油封是油封中最常用的类型,一般意义上提到的油封若无特别说明通常就是指骨架油封。它是一种机械元件,主要用于封油(这里的油是传动系统中常见的液体物质,也泛指一般液体物质),即将传动部件中需要润滑的部件与出力部件隔离,防止润滑油渗漏,通常用于旋转轴,属于旋转轴唇密封件
描述
一、骨架油封的定义与基本概念
骨架油封是油封中最常用的类型,一般意义上提到的油封若无特别说明通常就是指骨架油封。它是一种机械元件,主要用于封油(这里的油是传动系统中常见的液体物质,也泛指一般液体物质),即将传动部件中需要润滑的部件与出力部件隔离,防止润滑油渗漏,通常用于旋转轴,属于旋转轴唇密封件1。
二、骨架油封的结构
- 组成部分
- 骨架油封由油封体、加强骨架和自紧螺旋弹簧三部分组成。
- 在自由状态下,其内径比轴径小,存在一定的“过盈量”。装入油封座和轴上之后,油封刃口的压力和自紧螺旋弹簧的收缩力会对轴产生径向紧力,不过运行一段时间后这个压力会减小甚至消失,而弹簧能够随时补偿油封自紧力4。
- 骨架的作用
- 骨架就像混凝土构件中的钢筋一样,起到加强的作用,能使油封保持形状和张力3。
三、骨架油封的分类
- 按材料分类
- 可采用丁腈橡胶、聚四氟乙烯、氟橡胶、硅橡胶、丙烯酸酯橡胶等材料与钢板制作而成3。
- 不同材料的骨架油封具有不同的性能特点,例如氟橡胶骨架油封耐磨性佳,抗撕裂能力强,弯曲度好3。
- 按密封形式分类
- 油封一般分为单体型和组装型,其中组装型的骨架与唇口材料可以自由组合,一般用于特殊油封,而习惯上一般将旋转轴唇形密封圈叫油封,静密封和动密封(一般往复运动)用密封件叫密封件,油封的代表形式是TC油封(一种橡胶完全包覆的带自紧弹簧的双唇油封)。
四、骨架油封的工作原理
- 油膜的形成与作用
- 在油封与轴之间存在着由油封刃口控制的油膜,此油膜具有流体润滑特性。在液体表面张力的作用下,油膜的刚度恰好使油膜与空气接触端形成一个新月面,防止了工作介质的泄漏,从而实现旋转轴的密封。
- 密封能力的影响因素
- 油封的密封能力取决于密封面油膜的厚度,厚度过大,油封会泄漏;厚度过小,可能发生干摩擦,引起油封和轴磨损;若密封唇与轴之间没有油膜,则易引起发热、磨损。
五、影响骨架油封密封性能的因素
- 运动速度
- 运动速度很低(≤0.03/s)时,要考虑设备运行的平稳性和是否出现爬行现象;运动速度很高(≥0.8m/s)时,起润滑作用的油膜可能被破坏,密封因得不到很好的润滑作用而摩擦发热,导致寿命大大降低,建议橡塑复合密封在0.3m/s - 1.2m/s速度范围内工作比较适宜。
- 温度
- 低温会使橡塑复合密封弹性降低,造成泄漏,甚至整个油封变得发硬发脆;高温会使油封体积膨胀,变软,造成运动时油封摩擦阻力迅速增加和耐压能力降低。选择油封的材料时,必须考虑材料对工作介质的相容性、对工作温度范围的适应性和唇缘对旋转轴高速旋转时的跟随能力,一般油封工作时其唇缘的温度高于工作介质温度20 - 50℃,在选择油封材料时应注意这一点。
六、骨架油封的常见问题及解决方法
- 油封漏油的原因与解决
- 产生油封漏油的原因,一是泄油管的压力高,二是电动机轴油封破损。排除方法:A、泄油管要单独引回油管,而不要共用电动机回油管路;B、泄漏管通路因污物堵塞或设计过小时,要设法使泄油管油液畅通流回油箱,并检查电动机轴的拉伤情况,根据情况研磨修复,避免再次拉伤油封1。
- 唇口损坏
- 骨架油封在长时间使用后会导致橡胶高温碳化和磨损失效。轴的圆周速度也是影响密封效果的关键因素,并且轴的转速方面,由于设计和结构上的原因,高转数的轴应使用高速油封,低转速的轴使用低速油封,不能将低速油封用于高速轴上,反之也不行;环境温度在使用温度较高的情况下,应选用聚丙烯酯或硅、氟橡胶等适合高温的材料制作的油封3。
七、骨架油封的制造质量要点
- 以青岛优诚橡塑制品有限公司为例,在生产骨架油封时,应该要控制好原材料质量、模具质量、混炼胶质量、金属骨架表面处理和胶黏剂涂覆质量、硫化等环节的质量。
八、骨架油封的使用注意事项
- 装配前
- 领取固定的油封数量;从油封领取到装配,必须保持干净;装配前,做好油封检查,量好油封各部位尺寸是否与轴及腔体适配3。
- 轴和腔体应满足装配所要求的精度和表面粗糙度(包括轴端倒角);在装配部位不允许有伤痕、毛刺及涂料锈蚀等,轴和腔体搬运和保管时一定要防止碰伤;装配前要认真清洗轴及腔体,并薄薄的涂上一层油,或在油封唇部涂和使用一致的油或润滑脂;轴上有键槽或花键槽时,要用防护套保护装入以免损伤唇口。
- 装配时
- 要求和油封相配合的油封座端面要有15 - 30°的倒角,底面圆角R≤0.5mm,座孔不允许有损伤。
- 要保证骨架油封与轴心线垂直,若不垂直,油封的密封唇会把润滑油从轴上排干,也会导致密封唇的过度磨损。
- 运输和储存时
- 不要打开原包装,注意包装是否损坏,装配前尽量把油封留在原包装里;避免日光直晒,也不要放置在潮湿的地方和热源较近的地方;解开包装时,不允许用铁丝或细绳吊挂;不允许油封变形