油封詳(xiáng)解（一）

一、什麼是(shì)油封

油封是用(yòng)于密封機械設(she)備中旋轉軸的(de)封油用密封元(yuan)件，而腔體基本(ben)上是靜止的（見(jian)下圖），所以油封(feng)又稱旋轉軸唇(chún)形密封圈。油封(feng)使用部位

機械(xiè)的摩擦部分由(yóu)于在機械運轉(zhuǎn)時有油進入，為(wei)防止這些油從(cóng)機械的間隙中(zhōng)洩漏而使用油(you)封，并且除了油(yóu)以外還需要防(fang)止水與化學藥(yao)液的洩漏以及(ji)塵埃及土砂從(cong)外部侵入，這時(shí)候也要用到油(yóu)封

油封的密封(feng)狀态，一是油封(feng)外緣和腔體之(zhī)間為靜态密封(fēng)，同時保證油封(fēng)外緣在腔體之(zhi)間的可靠定位(wei)。二是油封密封(fēng)唇和軸之間的(de)密封狀态，當軸(zhóu)旋轉時為動态(tài)密封，當軸靜止(zhǐ)時為靜态密封(fēng)。各種影響因素(su)的綜合作用及(ji)其相互作用，都(dōu)對油封的密封(feng)性能和使用壽(shou)命産生了很大(dà)影響。

二、油封的(de)主要用途

用于(yu)發動機曲軸和(hé)凸輪軸的密封(feng)

小汽車，摩托車(che)和商用車輛等(deng)傳動系統（如齒(chǐ)輪箱、輪毂、橋軸(zhou)、差速器）的密封(fēng)

鏟車，挖掘機等(deng)農業機械和工(gong)程機械傳動系(xi)統的密封

工業(ye)用齒輪箱的密(mì)封

液壓元件（泵(bèng)，馬達）的密封

日(rì)用機械洗衣機(ji)的密封

廣泛用(yong)于機械工程和(hé)設備加工工業(ye)

三、油封的主要(yào)特點

油封外部(bù)為圓筒形用來(lái)保證對腔體的(de)靜态密封-采用(yòng)内包金屬骨架(jia)的橡膠外緣；采(cǎi)用外露金屬骨(gǔ)架的外緣，大多(duō)需要抛光和鍍(dù)敷防腐塗層。

裝(zhuāng)有彈簧的密封(fēng)唇保證軸的動(dòng)态和靜态密封(feng)的密封可靠性(xing)。經過長期開發(fa)研究的結果，油(you)封的密封唇結(jie)構提高到極佳(jia)的性能，進而提(tí)高在更寬的負(fu)荷範圍内的密(mi)封可靠性

添加(jiā)防塵唇，或者在(zai)特殊情況下采(cai)用的多個防塵(chen)唇，可防止外界(jiè)污染物和灰塵(chen)侵入

油封詳解(jie)（二）

四、油封各部(bù)位的作用

油封(fēng)主要由密封體(tǐ)、加強骨架和自(zi)緊螺旋彈簧等(deng)幾部分組成。密(mì)封體按照不同(tong)部位又分為底(dǐ)部、腰部、刃口和(he)密封唇等。下圖(tu)是：帶彈簧并附(fù)有防塵唇的内(nei)包骨架油封各(ge)部位主要名稱(chēng)和術語。油封使(shi)用部位

金屬骨(gǔ)架就如同混凝(ning)土構件裡面的(de)鋼筋，起到加強(qiáng)的作用，并使油(yóu)封能保持形狀(zhuàng)及張力。通常，在(zai)自由狀态下的(de)骨架油封，其内(nei)徑比軸徑小，即(ji)具有一定的“過(guo)盈量”。因此，當油(you)封裝入油封座(zuò)和軸上之後，油(you)封刃口的壓力(li)和自緊螺旋彈(dàn)簧的收縮力對(dui)軸産生一定的(de)徑向緊力，經過(guò)一段時間運行(háng)後，該壓力會迅(xùn)速減小乃至消(xiāo)失，因而，加上彈(dàn)簧可以随時補(bǔ)償油封自緊力(li)，

油封外緣使油(yóu)封在腔體孔内(nèi)固定的同時，起(qi)防止流體從油(you)封外周面與腔(qiāng)體内表面的接(jiē)觸面之間洩漏(lou)及侵入的作用(yong)。另外金屬骨架(jià)是當油封固定(ding)在腔體内時，起(qi)保持配合力的(de)作用。

密封唇部(bu)是柔性彈性體(tǐ)，設計成對機械(xiè)的震動及密封(feng)流體的壓力變(bian)動的影響下仍(réng)可保持穩定的(de)密封作用，并起(qǐ)到保持唇部與(yǔ)軸表面穩定接(jie)觸狀态的作用(yong)。彈簧可提高密(mi)封唇向軸的壓(yā)緊力，起維持此(cǐ)壓緊力的作用(yòng)。唇端部被制作(zuo)成斜锲形狀，在(zai)端部處按壓軸(zhóu)表面，起密封流(liu)體的作用。

防塵(chén)唇是沒有與彈(dàn)簧連接的副唇(chún)，起防止塵埃侵(qīn)入的作用。

五、油(you)封的主要型式(shi)

油封的各種不(bu)同型式，請參見(jian)：常用油封結構(gou)型式；常見NOK标準(zhǔn)油封型式。附圖(tú)：油封外緣的各(gè)種設計型式

六(liù)、油封的密封機(jī)理

油封的密封(fēng)機理涉及兩個(gè)因素，一個是腔(qiāng)體的密封，主要(yao)是油封外緣（靜(jing)态部件）在腔體(ti)中的定位；二是(shi)密封唇口與旋(xuan)轉軸表面接觸(chù)的動态密封，這(zhe)是油封的最重(zhong)要功能。附下圖(tú)：油封密封唇口(kǒu)與旋轉軸表面(miàn)接觸區。

  油封的(de)外緣為了保證(zhèng)油封在腔體的(de)靜态密封和孔(kong)内的穩固定位(wei)，并且容易裝配(pei)。一般為橡膠材(cai)質包覆金屬骨(gǔ)架，把橡膠彈性(xìng)體的可靠靜态(tai)密封能力和金(jīn)屬骨架支持定(dìng)位的優點結合(hé)為一體。油封的(de)外緣設計有倒(dǎo)角，以便于裝配(pèi)。另有油封在外(wai)緣上設計溝槽(cao)可以增加附着(zhe)力，避免油封後(hòu)退和歪斜的危(wēi)險，也加大了壓(ya)配合公差，可提(ti)高油封靜态密(mi)封的可靠性。外(wài)緣設計為金屬(shǔ)外骨架的油封(fēng)适用于要求在(zài)腔體中安裝特(tè)别牢固和精确(què)的場合，要注意(yi)的是當油封座(zuò)孔内表面糙時(shi)應當塗覆密封(fēng)膠，在密封座處(chù)可以使用密封(feng)劑。

油封的密封(feng)唇接觸區的密(mi)封機理對油封(fēng)所起的密封功(gong)能具有極其重(zhong)要的意義，它取(qu)決于：密封唇的(de)設計；彈性材料(liào)的結構；軸表面(miàn)的粗糙度等。密(mi)封唇的徑向力(li)、密封唇的角度(dù)設計和唇尖與(yǔ)彈簧中心的距(ju)離設計的綜合(he)作用，産生了一(yi)種對軸面不對(dui)稱分布的接觸(chù)壓力：在油側壓(ya)力最大并陡升(shēng)增加；在空氣側(cè)壓力呈小角度(du)衰減。在過盈量(liang)（密封唇的内徑(jing)在自由狀态、無(wu)負荷情況下設(she)計為比軸的直(zhi)徑略小）的配合(hé)下，接觸壓力的(de)這種不對稱分(fen)布，與旋轉軸産(chan)生的圓周環形(xíng)緊箍力的聯合(hé)作用，導緻密封(feng)唇接觸區的結(jié)構特性變形。這(zhe)種密封彈性體(tǐ)變形結構是油(yóu)封試運轉時形(xing)成的，對密封性(xing)能起着決定性(xìng)作用（因此，油封(fēng)需要一個試運(yun)轉的磨合期）。螺(luó)旋線的影響加(jiā)上軸的旋轉，由(yóu)這種變形構造(zào)産生向油側的(de)泵吸作用。

油封(feng)詳解（四）

七、油封(feng)的原材料

油封(feng)的骨架和彈簧(huáng)是金屬制作，密(mì)封唇口等主要(yao)部分為橡膠。油(yóu)封根據使用環(huan)境，可以用不同(tong)的橡膠進行生(shēng)産，以滿足密封(feng)的性能和要求(qiu)。最常用的耐油(you)橡膠是丁腈橡(xiang)膠，丁腈橡膠為(wéi)目前油封及O型(xíng)圈使用最普遍(bian)的橡膠之一。可(ke)說是目前用途(tu)最廣、成本最低(dī)的橡膠密封件(jiàn)。制造油封常用(yong)的還有聚丙酸(suān)酯橡膠、矽橡膠(jiāo)、氟橡膠和聚四(si)氟乙烯等。各種(zhǒng)橡膠的性能請(qǐng)參見：主要橡膠(jiāo)的種類與特長(zhǎng)。附下圖：彈簧及(jí)金屬骨架材料(liào)的種類及适用(yòng)介質

八、油封的(de)密封介質

油封(fēng)所使用的場合(he)，其适用的密封(fēng)介質一般是礦(kuàng)物潤滑油、潤滑(hua)脂和合成潤滑(hua)油、潤滑脂。另外(wài)也可密封工業(yè)生産中使用的(de)DIN51524液壓油類，VDMA24317以及(ji)VDMA24320高阻燃液壓油(yóu)類，低潤滑特性(xing)的矽油類。在特(te)殊情況下也可(kě)密封潤滑性低(dī)的酸類，堿類，有(you)機溶劑類等腐(fu)蝕性介質。

通常(cháng)采用氟橡膠材(cái)料的油封其耐(nài)腐蝕性，耐高溫(wēn)性都要比NBR材質(zhì)的好，在無潤滑(hua)、純幹燥和多介(jiè)質的條件下建(jiàn)議采用PTFE密封唇(chún)制作的油封，其(qí)密封唇有足夠(gòu)的潤滑能力，大(da)大降低唇緣的(de)磨損。單個油封(fēng)不宜密封兩種(zhong)不同的介質，大(dà)量的化學物質(zhi)增加了對于油(yóu)封材質性能的(de)影響，油封對密(mi)封介質的相容(rong)性應該通過實(shí)驗室試驗來确(què)定。附下圖：油封(fēng)用不同橡膠對(duì)密封介質的适(shi)應性

  密封介質(zhì)的污染可能是(shi)腔體鑄件制作(zuo)過程遺留的鑄(zhu)砂殘留物；或者(zhě)從旋轉元件因(yin)摩擦磨損産生(sheng)的顆粒物。例如(ru)渦輪齒輪箱中(zhōng)的青銅渦輪的(de)磨損物；或者由(you)腐蝕性介質産(chan)生的産物。為防(fang)止密封介質的(de)污染對密封特(te)性的負面影響(xiang)，一定要注意盡(jìn)量保持腔體清(qing)潔。

九、對油封的(de)主要要求

1、密封(feng)性好

2、可靠性高(gāo)

3、易于裝配

4、與被(bèi)密封介質相容(rong)

5、低摩擦

油封詳(xiáng)解（五）

十、油封的(de)選擇影響因素(sù)

為了充分發揮(hui)油封的功能，必(bì)須根據使用條(tiáo)件選定最合适(shi)的型式與材料(liào)。這裡就主要的(de)影響因素作一(yī)簡述。

1、軸的表面(miàn)線速度：在同一(yī)直徑條件下，不(bu)同材料制造的(de)油封，适應軸面(miàn)旋轉線速度的(de)能力不同，其關(guān)系如下圖所示(shi)。油封使用的線(xiàn)速度範圍一般(ban)小于15m/s, 下圖給出(chū)的容許的軸的(de)表面線速度是(shì)參考值，滿意的(de)潤滑和良好的(de)散熱條件才是(shì)決定性因素。相(xiàng)應較低的數據(ju)，适用于更為苛(kē)刻的條件。

  2、溫度(du)：由于旋轉軸表(biǎo)面與油封的密(mì)封唇部産生摩(mo)擦，所以密封唇(chún)口部的溫度高(gāo)于油液中的溫(wen)度，一般油封工(gong)作時其唇緣的(de)溫度高于工作(zuò)介質溫度20~50℃。随着(zhe)轉速增高，壓力(li)增加密封唇口(kou)處的溫度也随(suí)之上升。另外，帶(dai)有防塵唇的油(yóu)封，比無防塵唇(chún)的油封會出現(xian)高于20℃的過高溫(wen)度。當超過容許(xǔ)溫度時會縮短(duǎn)油封的工作壽(shòu)命，造成密封唇(chun)過早永久性硬(ying)化，以及磨損加(jiā)大。油封的工作(zuò)溫度範圍與油(you)封使用的材料(liao)有關：材料為丁(dīng)晴橡膠（NBR）時為-40~120℃，亞(yà)力克橡膠（ACM）-30~180℃，氟橡(xiang)膠（FPM）-25~300℃。

3、壓力：油封主(zhǔ)要用于無壓或(huò)者在微壓的條(tiao)件下使用，最大(dà)工作壓力0.02～0.05Mpa。當工(gōng)作壓力超過這(zhe)個值時應選用(yòng)耐壓型油封。

4、防(fáng)塵：為防止污染(rǎn)物、灰塵、和濕氣(qì)等從空氣側進(jin)入密封腔體内(nèi)，建議使用帶有(yǒu)防塵唇的油封(fēng)。如果污染物侵(qīn)入嚴重建議采(cǎi)用2個油封，以串(chuan)聯方式一前一(yī)後安裝。

十一、油(yóu)封安裝部分的(de)設計

軸的設計(ji)：1、表面粗糙度，由(yóu)于軸的速度與(yǔ)油量不同，一般(bān)軸的粗糙度過(guò)大或過小，都會(huì)影響到油封的(de)洩漏與磨損。軸(zhóu)的表面粗糙度(dù)容許範圍為Rz1.0～5.0μm ；Ra0.2～0.8μm。對(dui)旋轉軸用油封(fēng)，取2.5～1.6μmRz。2、硬度，旋轉軸(zhou)的表面硬度一(yi)般取≥35HRC。當介質較(jiào)髒，有來自外界(jiè)的污染雜質，或(huò)軸表速度>12m/s 時，軸(zhou)表面硬度應為(wei)55HRC以上，軸表面淬(cuì)火層深度>0.mm。3、軸的(de)倒角，推薦值15°~30° ,;以(yi)能讓油封确實(shí)裝入，不損傷油(yóu)封唇緣為原則(zé)。4、軸的加工，正确(què)的軸加工是保(bǎo)證密封系統正(zhèng)常工作的決定(ding)性因素，适宜的(de)油封軸加工方(fang)法是橫向給進(jin)精研磨，金剛砂(sha)紙磨光。不适宜(yi)的加工方法是(shì)在車床上精加(jiā)工，超精加工，滾(gun)光加工，金剛砂(sha)紙磨光（砂紙在(zai)軸向移動磨光(guāng)）。5、軸的材料，主要(yào)是普通碳素結(jié)構鋼，如C35和C45，另外(wai)還有鑄鐵，陶瓷(ci)類，樹脂塑料，但(dàn)後三種材料的(de)軸對油封的密(mì)封都有缺陷。

腔(qiang)體的設計：1、表面(miàn)粗糙度，及直徑(jìng)公差見下表。