如上圖,在很多密封機(jī)械設(shè)備中,腔體與旋轉(zhuǎn)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(dá)不到要求,這時(shí)就需要增加油封來(lái)密封防漏油。油封就是用于密封機(jī)械設(shè)備中旋轉(zhuǎn)軸的封油用的密封元件,而密封的腔體是靜止的,故油封又稱旋轉(zhuǎn)軸唇形密封圈。 油封結(jié)構(gòu)由三部分組成:橡膠本體(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,使得唇部與軸一直處于接觸狀態(tài))。油封是如何防止?jié)櫥蛷妮S與腔體之間泄漏的呢? 油封外圓彈性配合部與腔體之間為過(guò)盈裝配,處于靜態(tài)密封;油封彈性密封唇部與軸之間也為過(guò)盈狀態(tài),且由彈簧提供一定的抱緊力,當(dāng)軸不旋轉(zhuǎn)時(shí),處于靜態(tài)密封,當(dāng)軸旋轉(zhuǎn)時(shí),處于動(dòng)態(tài)密封。密封唇部與軸直接接觸,在腔體內(nèi)油側(cè)和外部空氣側(cè)之間形成一層油膜,阻止油的泄漏。 油封密封的特點(diǎn):防止?jié)櫥蜐B漏,也可防水和灰塵進(jìn)入;轉(zhuǎn)矩小、密封性好;結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,裝拆方便;能適用較高轉(zhuǎn)速;可適用不同使用環(huán)境。
二、骨架油封選型: 油封的結(jié)構(gòu)類型非常多,應(yīng)用場(chǎng)景也很多,選擇類型可同油封供應(yīng)商充分溝通。附某知名廠家的選型流程:
在工具上選用種類并不多,主要用TC型油封。典型的場(chǎng)景是腔體內(nèi)填充較多潤(rùn)滑脂,工作時(shí)有溫升,內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生壓力(一般小于0.3bar),外部有灰塵的場(chǎng)合。
應(yīng)用示例:電錘轉(zhuǎn)子與減速箱安裝處、轉(zhuǎn)套與箱體之間。
油封材料選擇:受油封圓周速度的影響,依據(jù)軸直徑和旋轉(zhuǎn)速度,依據(jù)下圖,可初步確定油封材料。工具上,一般軸徑較小,轉(zhuǎn)速較低的油封用NBR丁腈橡膠;轉(zhuǎn)速高或高溫環(huán)境或圓周速度大的場(chǎng)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(huì)提供推薦值。
旋轉(zhuǎn)軸的要求:表面粗糙度為Ra0.2~0.8μm,在接觸部位不允許有任何溝痕。一般硬度不能低于HRC45,圓周速度超過(guò)4m/s,軸的硬度不得小于HRC55。軸的安裝端需要有倒角導(dǎo)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。壓裝后,油封密封唇部平面與旋轉(zhuǎn)軸中心線垂直。
2、軸端套導(dǎo)錐套引導(dǎo),穿過(guò)油封,保護(hù)油封唇口。
導(dǎo)錐套簡(jiǎn)圖:軸端部放入導(dǎo)錐套孔內(nèi)。
3、安裝注意點(diǎn): ①密封唇口提前涂潤(rùn)滑脂,確保良好潤(rùn)滑; ②油封安裝孔口部要設(shè)置倒角,方便壓入和預(yù)防配合部的橡膠切肉; ③大部分壓裝是壓大端面,但有些情況要壓小端面的,注意壓頭要壓到骨架上。總的原則是壓裝時(shí)要讓骨架周圈均勻受力,如下圖;
④壓裝方式和位置控制:依據(jù)設(shè)計(jì)給出的定位基準(zhǔn)的不同,壓裝方法和壓裝定位的限位控制也不一樣。圖a是工裝的上壓頭臺(tái)階限位,圖b是油封孔底臺(tái)階限位,圖c是中間定位芯棒限位,紅線是限位位置。圖d是中心定位桿定心裝配方式。
工具上油封主要失效現(xiàn)象是唇口漏油。針對(duì)唇口漏油失效,可參照下列魚骨圖排查。在居多應(yīng)用中,最容易忽視的是密封唇口彈簧的抱緊力,過(guò)大過(guò)小均不好,因此要在設(shè)計(jì)階段與廠家交流,結(jié)合橡膠選材+軸的轉(zhuǎn)速+工作環(huán)境等綜合考慮,設(shè)計(jì)抱緊力。
總之,油封的知識(shí)非常多,這里也只是簡(jiǎn)單介紹了一下功能、選型、安裝和失效模式,遇到問題與專業(yè)廠商溝通,一定能找到解決方案。
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