油封詳解(jiě)（一）

一、什麼(me)是油封

油封是用(yòng)于(yú)密封(fēng)機械設備中旋(xuán)轉軸的封(fēng)油用密封元(yuán)件，而腔(qiāng)體基本上是靜(jìng)止的(de)（見(jiàn)下(xià)圖），所以油封又稱旋(xuán)轉軸唇形密封(fēng)圈。油封使用部(bù)位

機械的摩(mó)擦部分(fèn)由(yóu)于(yú)在機(jī)械運轉(zhuǎn)時有油(yóu)進入，為防止這些油從機械的(de)間隙中洩漏(lòu)而(ér)使用油封(fēng)，并且(qiě)除了油以外還需要防止(zhǐ)水與化學藥液的洩(xiè)漏以及(jí)塵埃及(jí)土砂從外(wài)部侵(qīn)入，這時候(hòu)也要(yào)用到(dào)油封

油封(fēng)的密(mì)封狀态，一(yī)是油封外(wài)緣(yuán)和腔體之(zhī)間為靜(jìng)态密(mì)封，同時保證油(yóu)封外(wài)緣在(zài)腔體之(zhī)間的可(kě)靠定位。二是油封密封唇和軸之間的(de)密封狀(zhuàng)态，當(dāng)軸旋(xuán)轉時(shí)為(wéi)動态密封，當(dāng)軸靜止(zhǐ)時為靜态密封。各種影(yǐng)響因素(sù)的綜合(hé)作用(yòng)及其(qí)相互作用，都對油封(fēng)的密封性能和(hé)使用壽(shòu)命(mìng)産生(shēng)了很(hěn)大影響。

二(èr)、油封(fēng)的主(zhǔ)要用途

用于發動機(jī)曲軸和凸輪(lún)軸的密封

小(xiǎo)汽車(chē)，摩托(tuō)車(chē)和(hé)商用(yòng)車輛(liàng)等傳動系(xì)統（如(rú)齒輪(lún)箱、輪(lún)毂、橋(qiáo)軸、差(chà)速器(qì)）的密封

鏟(chǎn)車，挖(wā)掘機(jī)等(děng)農業機(jī)械和(hé)工程(chéng)機械(xiè)傳動(dòng)系(xì)統的密(mì)封

工業用(yòng)齒輪(lún)箱的密封

液壓(yā)元件（泵(bèng)，馬達）的密封(fēng)

日(rì)用(yòng)機械(xiè)洗衣機的(de)密封(fēng)

廣泛(fàn)用于機械工程和設(shè)備加(jiā)工工業

三(sān)、油封(fēng)的主要特(tè)點

油(yóu)封(fēng)外(wài)部為(wéi)圓筒(tǒng)形用來(lái)保證對(duì)腔體(tǐ)的靜态密(mì)封-采用(yòng)内(nèi)包金(jīn)屬骨(gǔ)架的(de)橡膠(jiāo)外緣；采用(yòng)外露(lù)金屬(shǔ)骨架的外緣，大多需(xū)要抛光和鍍敷防腐(fǔ)塗層。

裝有彈簧(huáng)的密封(fēng)唇保證(zhèng)軸的動态和靜(jìng)态密封(fēng)的密封(fēng)可靠性。經過長期開(kāi)發研究的(de)結(jié)果，油封(fēng)的密(mì)封唇結構提高(gāo)到極佳(jiā)的(de)性能(néng)，進而提高在更(gèng)寬的負荷範圍(wéi)内的(de)密封可靠(kào)性

添(tiān)加防(fáng)塵唇(chún)，或者(zhě)在特殊情(qíng)況下采用的多個防(fáng)塵唇，可防(fáng)止(zhǐ)外(wài)界污染物(wù)和灰塵侵入

油封詳解(jiě)（二(èr)）

四、油(yóu)封各部位的作(zuò)用

油封主(zhǔ)要由(yóu)密封體(tǐ)、加強骨(gǔ)架和自(zì)緊螺旋彈簧等幾(jǐ)部分(fèn)組成(chéng)。密封體按照不同(tóng)部(bù)位又(yòu)分為底部、腰部(bù)、刃口和(hé)密(mì)封唇(chún)等。下圖(tú)是(shì)：帶彈(dàn)簧并(bìng)附(fù)有防塵唇的内包(bāo)骨架油封(fēng)各部位主(zhǔ)要名稱和術(shù)語(yǔ)。油封使用部位(wèi)

金屬骨架就如(rú)同混(hùn)凝土構件(jiàn)裡面的鋼筋，起(qǐ)到加強的作用(yòng)，并使油封(fēng)能保持形狀及(jí)張力(lì)。通常，在(zài)自由狀(zhuàng)态下的(de)骨架油(yóu)封，其内徑比軸(zhóu)徑小(xiǎo)，即具有一(yī)定的“過(guò)盈量”。因(yīn)此，當(dāng)油封(fēng)裝入(rù)油封座和軸上(shàng)之後，油封刃口(kǒu)的壓力(lì)和自緊螺旋彈簧的收(shōu)縮力(lì)對軸産生(shēng)一(yī)定(dìng)的(de)徑向緊(jǐn)力，經過一(yī)段時間運(yùn)行後(hòu)，該壓力會迅(xùn)速(sù)減小乃至(zhì)消(xiāo)失，因而(ér)，加上彈簧可以(yǐ)随時補償油封(fēng)自緊力，

油封外緣使(shǐ)油封(fēng)在腔(qiāng)體孔(kǒng)内(nèi)固(gù)定的同時(shí)，起防止流(liú)體從油(yóu)封(fēng)外周(zhōu)面與腔體内表面的接(jiē)觸面之間洩漏(lòu)及侵入(rù)的作用。另外金(jīn)屬骨架是(shì)當(dāng)油(yóu)封固定在(zài)腔體内時(shí)，起保(bǎo)持配合力的作用。

密封唇(chún)部是柔性(xìng)彈性體(tǐ)，設計成(chéng)對機(jī)械的(de)震動及密封流體的(de)壓力(lì)變(biàn)動的影(yǐng)響下仍可(kě)保持(chí)穩定的密(mì)封作(zuò)用，并起到保持(chí)唇部(bù)與軸表面(miàn)穩定接觸狀态的作用(yòng)。彈簧可(kě)提高密封唇(chún)向(xiàng)軸的壓緊(jǐn)力，起維持(chí)此壓緊力的作用。唇端部被制作成斜锲(qiè)形狀，在端部處按壓(yā)軸表(biǎo)面，起密封流體的作用。

防塵唇是沒(méi)有與彈簧連接(jiē)的副(fù)唇，起(qǐ)防止塵埃(āi)侵入的作(zuò)用。

五(wǔ)、油(yóu)封的主(zhǔ)要型(xíng)式(shì)

油封的(de)各種不同型式(shì)，請參見(jiàn)：常用油(yóu)封結構型(xíng)式；常(cháng)見nok标準油封型(xíng)式。附圖：油(yóu)封外緣(yuán)的(de)各種設計(jì)型式

六、油(yóu)封的(de)密封(fēng)機理

油封(fēng)的密封機理涉(shè)及兩個因素，一(yī)個是腔體(tǐ)的密(mì)封，主要是油(yóu)封(fēng)外緣(yuán)（靜态(tài)部件(jiàn)）在腔體(tǐ)中(zhōng)的定位；二是密封唇口(kǒu)與旋轉軸表(biǎo)面接觸的(de)動态密封(fēng)，這是(shì)油封的最重要功能(néng)。附下圖(tú)：油(yóu)封密(mì)封(fēng)唇口與旋轉(zhuǎn)軸表(biǎo)面接觸(chù)區。

  油封的外緣為了保證(zhèng)油封在(zài)腔體的靜态密(mì)封和孔内的穩(wěn)固定位，并且容易裝配。一(yī)般為橡膠(jiāo)材(cái)質包覆(fù)金屬(shǔ)骨架(jià)，把橡(xiàng)膠彈性體(tǐ)的可(kě)靠靜(jìng)态密封(fēng)能(néng)力和金屬骨架支持(chí)定(dìng)位的優點結合為(wéi)一體(tǐ)。油封的外緣設(shè)計有倒(dǎo)角(jiǎo)，以便(biàn)于裝(zhuāng)配。另有油(yóu)封在外(wài)緣上設(shè)計溝槽(cáo)可以增(zēng)加附着力，避免(miǎn)油封(fēng)後退和歪(wāi)斜的危險(xiǎn)，也加(jiā)大了壓配合公(gōng)差，可提高(gāo)油封靜态密封的可(kě)靠性。外緣設計為金屬外骨架的油封适用于(yú)要求(qiú)在腔體中(zhōng)安裝(zhuāng)特别牢固和精(jīng)确的場合(hé)，要注(zhù)意的(de)是當油封座(zuò)孔内表(biǎo)面糙時(shí)應當塗(tú)覆密(mì)封膠，在密(mì)封座(zuò)處可以使(shǐ)用密(mì)封(fēng)劑(jì)。

油封(fēng)的密封(fēng)唇(chún)接觸區的(de)密封(fēng)機理(lǐ)對油(yóu)封所起的(de)密封(fēng)功能具(jù)有(yǒu)極其重要(yào)的意(yì)義，它(tā)取(qǔ)決于：密(mì)封唇的設(shè)計；彈性材(cái)料的結構(gòu)；軸表面的(de)粗糙度等。密封唇的(de)徑向力(lì)、密封唇的角(jiǎo)度設計和唇尖與彈(dàn)簧中(zhōng)心的距(jù)離(lí)設(shè)計(jì)的綜合作(zuò)用，産生了(le)一種(zhǒng)對軸(zhóu)面不(bú)對(duì)稱分布(bù)的接(jiē)觸壓力：在(zài)油側壓力(lì)最大(dà)并陡升增加；在(zài)空氣側壓力呈(chéng)小角(jiǎo)度衰(shuāi)減。在(zài)過盈量（密封唇的内(nèi)徑在自由(yóu)狀态、無負(fù)荷情(qíng)況下(xià)設(shè)計(jì)為比(bǐ)軸的直徑略小(xiǎo)）的(de)配合下，接觸(chù)壓力的這(zhè)種不(bú)對稱分布，與旋(xuán)轉軸(zhóu)産生的圓周環形緊(jǐn)箍力(lì)的聯合作用，導(dǎo)緻密(mì)封唇接觸(chù)區的(de)結(jié)構特性變形。這(zhè)種密封彈性體變形結(jié)構是(shì)油封試運(yùn)轉時形成的，對(duì)密封性(xìng)能(néng)起着(zhe)決定性(xìng)作用（因此，油(yóu)封需(xū)要一(yī)個試運轉(zhuǎn)的磨合期）。螺旋(xuán)線的(de)影響加(jiā)上(shàng)軸的(de)旋轉，由這種變形構(gòu)造(zào)産生向油側(cè)的泵(bèng)吸作(zuò)用。

油封詳解（四(sì)）

七、油封的(de)原材(cái)料

油封(fēng)的骨架和彈簧是金屬(shǔ)制作，密封(fēng)唇口(kǒu)等主(zhǔ)要部分為橡膠。油封(fēng)根據(jù)使用環(huán)境，可以用不同的橡膠(jiāo)進行(háng)生産，以滿(mǎn)足密封(fēng)的(de)性能(néng)和要求(qiú)。最(zuì)常用(yòng)的耐(nài)油橡膠是(shì)丁腈橡膠，丁腈(jīng)橡膠(jiāo)為目前油(yóu)封及(jí)o型圈使用(yòng)最普遍的(de)橡膠(jiāo)之一。可說是目(mù)前用(yòng)途最廣、成(chéng)本最低(dī)的(de)橡膠(jiāo)密封件。制造油封常(cháng)用(yòng)的還有(yǒu)聚丙酸酯(zhǐ)橡膠、矽橡(xiàng)膠、氟橡膠和聚四氟(fú)乙烯等。各(gè)種橡(xiàng)膠的(de)性能請參見：主(zhǔ)要橡膠的(de)種類與特(tè)長。附下圖(tú)：彈簧及(jí)金屬骨(gǔ)架材料的種(zhǒng)類及适(shì)用介(jiè)質

八(bā)、油封的密(mì)封介(jiè)質

油(yóu)封所使用(yòng)的場合，其适用(yòng)的密(mì)封介(jiè)質一(yī)般是礦物(wù)潤滑油、潤(rùn)滑脂(zhī)和合成潤滑油、潤滑脂。另外也可密(mì)封工業生産中(zhōng)使用(yòng)的(de)din51524液(yè)壓油(yóu)類，vdma24317以及vdma24320高(gāo)阻燃(rán)液壓(yā)油(yóu)類，低潤(rùn)滑特性的矽油(yóu)類。在特殊(shū)情況(kuàng)下也可密(mì)封潤滑性低的(de)酸類(lèi)，堿類，有(yǒu)機(jī)溶劑(jì)類等腐蝕(shí)性介(jiè)質。

通常采(cǎi)用氟(fú)橡膠材料的油(yóu)封其耐(nài)腐蝕性(xìng)，耐高(gāo)溫性(xìng)都要(yào)比nbr材質的(de)好，在(zài)無潤(rùn)滑、純(chún)幹(gàn)燥(zào)和多(duō)介質的條件下建議采用(yòng)ptfe密封(fēng)唇(chún)制(zhì)作的油封，其密(mì)封唇(chún)有足(zú)夠的(de)潤滑能力(lì)，大大(dà)降低唇緣的磨(mó)損。單個油(yóu)封(fēng)不宜密(mì)封(fēng)兩種不同的(de)介質(zhì)，大(dà)量的化學物質增(zēng)加了對于(yú)油封材質(zhì)性能(néng)的影(yǐng)響，油封(fēng)對密封介質(zhì)的相容性(xìng)應該(gāi)通過實驗室試驗來确定。附下圖：油封(fēng)用不同(tóng)橡膠(jiāo)對密封介(jiè)質的适應(yīng)性

  密封介(jiè)質的(de)污染(rǎn)可能(néng)是(shì)腔體鑄(zhù)件制作過程遺(yí)留的鑄砂殘留(liú)物；或者(zhě)從(cóng)旋(xuán)轉元件因摩擦磨(mó)損産生的(de)顆粒(lì)物。例(lì)如渦輪齒(chǐ)輪(lún)箱中的(de)青銅(tóng)渦輪的磨損物；或者由腐蝕性介質産生(shēng)的産(chǎn)物。為(wéi)防止密封介質的污染對(duì)密封(fēng)特(tè)性的(de)負(fù)面影(yǐng)響，一定要(yào)注意盡量(liàng)保持腔體(tǐ)清潔。

九、對(duì)油封的(de)主要要(yào)求

1、密封(fēng)性好(hǎo)

2、可(kě)靠性高

3、易于裝(zhuāng)配

4、與被密封介(jiè)質相容

5、低(dī)摩擦

油封(fēng)詳解（五）

十(shí)、油封(fēng)的選(xuǎn)擇(zé)影(yǐng)響因(yīn)素(sù)

為了充(chōng)分發揮(huī)油(yóu)封的功能(néng)，必須根據(jù)使用(yòng)條件選定(dìng)最合适的型式(shì)與材料。這(zhè)裡就主要(yào)的(de)影(yǐng)響因(yīn)素作一(yī)簡述。

1、軸(zhóu)的表面線速度(dù)：在同一直徑條(tiáo)件下，不同材料(liào)制造的(de)油封，适應軸(zhóu)面旋轉線(xiàn)速度的能力不同，其(qí)關系如下(xià)圖所示。油封使用的線(xiàn)速度範(fàn)圍一般小于15m/s, 下圖給出的(de)容許(xǔ)的軸的(de)表面線速度是參(cān)考值(zhí)，滿意的潤滑和(hé)良好的散熱條(tiáo)件才是決定性(xìng)因素。相應較(jiào)低(dī)的數據，适(shì)用于(yú)更為(wéi)苛刻的條(tiáo)件。

  2、溫度(dù)：由(yóu)于旋轉軸表面(miàn)與油(yóu)封的(de)密封(fēng)唇部(bù)産生摩(mó)擦，所以(yǐ)密封唇口部的(de)溫度高于(yú)油液(yè)中(zhōng)的(de)溫度(dù)，一般油封工作時其(qí)唇緣的溫(wēn)度高于工作(zuò)介質溫(wēn)度20~50℃。随(suí)着(zhe)轉(zhuǎn)速增(zēng)高，壓力增加密(mì)封唇(chún)口處(chù)的溫度也随之上升。另外(wài)，帶(dài)有(yǒu)防塵唇的油封，比無(wú)防塵唇的(de)油封(fēng)會出(chū)現高于20℃的(de)過高溫(wēn)度(dù)。當超(chāo)過容(róng)許(xǔ)溫度時(shí)會縮短(duǎn)油封的工作(zuò)壽(shòu)命，造成(chéng)密封(fēng)唇過早永久性(xìng)硬化，以及(jí)磨損加(jiā)大。油封(fēng)的工(gōng)作(zuò)溫度範(fàn)圍與(yǔ)油封(fēng)使用(yòng)的材(cái)料有關：材(cái)料為(wéi)丁晴(qíng)橡膠(jiāo)（nbr）時為(wéi)-40~120℃，亞(yà)力(lì)克橡(xiàng)膠（acm）-30~180℃，氟橡膠（fpm）-25~300℃。

3、壓力：油封(fēng)主要用于(yú)無壓或者(zhě)在微(wēi)壓的條件下使(shǐ)用，最大工作壓力0.02～0.05mpa。當(dāng)工作壓力(lì)超過這個(gè)值時(shí)應選用耐壓型(xíng)油封。

4、防(fáng)塵(chén)：為防止污染(rǎn)物(wù)、灰塵(chén)、和濕(shī)氣等(děng)從空(kōng)氣側進入密封(fēng)腔體内，建(jiàn)議使(shǐ)用帶(dài)有防(fáng)塵唇(chún)的油封。如果污染物侵(qīn)入嚴重(zhòng)建議采用2個油(yóu)封，以(yǐ)串(chuàn)聯方式(shì)一前一後(hòu)安裝。

十一、油(yóu)封安裝(zhuāng)部分(fèn)的設(shè)計

軸的設計(jì)：1、表面粗(cū)糙度(dù)，由于(yú)軸的速度與(yǔ)油量不(bú)同，一(yī)般(bān)軸(zhóu)的粗糙度(dù)過大(dà)或過(guò)小(xiǎo)，都(dōu)會(huì)影(yǐng)響到(dào)油封(fēng)的洩漏(lòu)與磨損。軸的(de)表面(miàn)粗糙(cāo)度容許範(fàn)圍為rz1.0～5.0μm ；ra0.2～0.8μm。對旋轉軸(zhóu)用(yòng)油(yóu)封，取2.5～1.6μmrz。2、硬度(dù)，旋轉軸的表(biǎo)面(miàn)硬度(dù)一般(bān)取≥35hrc。當(dāng)介質較(jiào)髒(zāng)，有來自外界的污染(rǎn)雜(zá)質(zhì)，或(huò)軸表速(sù)度>12m/s 時，軸(zhóu)表(biǎo)面硬(yìng)度應為55hrc以(yǐ)上，軸(zhóu)表面淬(cuì)火層深(shēn)度>0.mm。3、軸的倒(dǎo)角，推薦值(zhí)15°~30° ,;以能讓油(yóu)封确實裝(zhuāng)入，不(bú)損傷油封唇緣(yuán)為原則(zé)。4、軸的加工，正(zhèng)确的軸加工(gōng)是(shì)保(bǎo)證密封(fēng)系統正常工作的決定性(xìng)因素，适宜的油封軸(zhóu)加工方法(fǎ)是橫向給進精(jīng)研磨(mó)，金剛砂紙磨(mó)光(guāng)。不适(shì)宜的加工(gōng)方法是在(zài)車床(chuáng)上精加工(gōng)，超精(jīng)加工(gōng)，滾(gǔn)光加工(gōng)，金剛(gāng)砂(shā)紙磨光(guāng)（砂紙在軸向移(yí)動磨光）。5、軸的材料，主(zhǔ)要是普通(tōng)碳素(sù)結構鋼，如(rú)c35和c45，另外還(hái)有鑄(zhù)鐵，陶瓷類(lèi)，樹脂(zhī)塑料，但(dàn)後三種材料(liào)的軸對油(yóu)封(fēng)的密封都有(yǒu)缺陷(xiàn)。

腔體的設(shè)計：1、表(biǎo)面粗(cū)糙度(dù)，及直徑(jìng)公差見(jiàn)下表(biǎo)。