橡胶密封制品-华山论剑(三）

密封制品技术讲座《二》
二、油封：

（一）、油封简历

油封主要用于旋转运动封油的密封件，大多数主油封，都装有弹簧作为密封接触压力的主要来源。由于金属弹簧的耐性、耐疲劳性（长期使用无应力衰减），以及它的可调性（弹簧长度的调）好，同时由于油封唇口部位不像“O”形圈那样直接装在沟槽里，而是通过一定柔性的腰部与骨架相连，这样它具有一定的随应性（即加工精度不需像“O”形那样高，允许一定的偏心度），新的油封很广泛用于一般的旋转密封，并经过不断研究，新型的、寿命长的、速度高的油封也正在研制开发。

常用油封结构形式和特征

类型
特征

单唇口型
最常见形式，用于无尘环境，压力0.2－0.3公斤／厘米2

双唇口型
有防尘唇，用于无尘环境，两唇之间填润滑油

无弹簧型
用于密封润滑脂或除尘，3-5单唇型并用

耐压型
一般耐压3公斤／/厘米2，骨架延伸腰部或唇部

抗偏心型
腰部呈W型，可在偏心较大的部位密封

往复型
往复运动用，主唇封油，外唇保护油膜

两侧密封型
同时可两侧封油，不使两种润滑油混合

单向回流型
正转能将要漏的油回流，适用于高速密封，反转加速漏油

双向回流型
可正反转密封，适用于高速密封


（二）油封密封原理

1、边界润滑理论：就是油封装配后至工作状态时，唇口与轴的接触面之间，形成一层油膜，油膜的厚度随径向力的大小而变化，当油膜厚度在一寂静的范围内（平均厚度约为2.5,波动约20-50%,这一厚度随油的种类不同而异）,可以获得密封效果,这一油膜称之为“边界油膜”它与被密封面对油的吸附能力有关,一量泄漏,就意味着边界油膜被破坏,形成流体油膜或干摩擦(最终导制流体油膜)。一般情况,接触压力呈现尖锐状分布更利于密封,(见图)

2、表面张力密封理论:认为在接触面上，油膜有一定的厚度而不发生泄漏，是由于油膜存在着表面张力的结果。（如图）

唇口下面有一层封闭油膜（厚度约0.003毫米）一方面起到润滑作用,另一方面油膜的厚度刚好是以在唇口大气一侧形成弯月面,只要这一弯月面存在，表面张力就可以阴止油液的泄漏,按这一理论,油对被密封表面的“润滑”性愈差,接触面的接触宽度愈大.油的压力差愈大,表面张力的作用更容易获得密封,但实际上,对于一般形状的油封,接触宽度大是对密封不利的,这是由于加工精度因素影响,接触宽度愈大,摩擦愈厉害,不易保持油膜的原因.

(三)油封的结构设计:

1、油封的径向力与各部尺寸的设计：径向力是指油封紧箍在轴上的紧箍力，它来源于弹簧与唇口部位的收缩，及油封腰部的变形。径向力有全径向力和单位周长径向力，它们的关系如下式：

全周径向力P∏=∏d1pr

式中：P∏­­­­­­­­­­­­—-全周径向力（克）

   d1—轴径      （厘米）

               pr—单位周长径向力（克／厘米）

   径向力是控制油封质量的一项重要指标，过大，过小都将影响密封效果，通过试验总结推荐的适宜径向力范围列入下表


轴径（毫米）

总径向力（公斤）
单位周长径向力（克／厘米）

最低
最高
最低
最高

40

60

80

100
1.6

1.7

2.8

3.1
3.2

3.7

5.8

6.5
121

90.2

111.5

98.5
242

196.3

230.9

209.0