油(yóu)封詳解(jie)（一）

一、什(shí)麼是油(yóu)封

油封(fēng)是用于(yú)密封機(jī)械設備(bèi)中旋轉(zhuǎn)軸的封(feng)油用密(mì)封元件(jiàn)，而腔體(tǐ)基本上(shàng)是靜止(zhǐ)的（見下(xia)圖），所以(yǐ)油封又(you)稱旋轉(zhuan)軸唇形(xíng)密封圈(quān)。油封使(shi)用部位(wei)

機械的(de)摩擦部(bù)分由于(yu)在機械(xie)運轉時(shí)有油進(jìn)入，為防(fáng)止這些(xiē)油從機(jī)械的間(jiān)隙中洩(xiè)漏而使(shi)用油封(feng)，并且除(chu)了油以(yǐ)外還需(xū)要防止(zhǐ)水與化(huà)學藥液(yè)的洩漏(lòu)以及塵(chén)埃及土(tu)砂從外(wài)部侵入(rù)，這時候(hòu)也要用(yong)到油封(fēng)

油封的(de)密封狀(zhuàng)态，一是(shi)油封外(wài)緣和腔(qiāng)體之間(jian)為靜态(tài)密封，同(tóng)時保證(zheng)油封外(wai)緣在腔(qiang)體之間(jiān)的可靠(kào)定位。二(èr)是油封(feng)密封唇(chun)和軸之(zhī)間的密(mi)封狀态(tai)，當軸旋(xuan)轉時為(wéi)動态密(mì)封，當軸(zhóu)靜止時(shí)為靜态(tai)密封。各(ge)種影響(xiang)因素的(de)綜合作(zuò)用及其(qí)相互作(zuo)用，都對(dui)油封的(de)密封性(xing)能和使(shi)用壽命(mìng)産生了(le)很大影(ying)響。

二、油(you)封的主(zhu)要用途(tú)

用于發(fa)動機曲(qu)軸和凸(tū)輪軸的(de)密封

小(xiao)汽車，摩(mo)托車和(he)商用車(chē)輛等傳(chuán)動系統(tong)（如齒輪(lun)箱、輪毂(gū)、橋軸、差(cha)速器）的(de)密封

鏟(chan)車，挖掘(jué)機等農(nóng)業機械(xie)和工程(chéng)機械傳(chuán)動系統(tong)的密封(feng)

工業用(yòng)齒輪箱(xiang)的密封(fēng)

液壓元(yuan)件（泵，馬(ma)達）的密(mì)封

日用(yong)機械洗(xǐ)衣機的(de)密封

廣(guang)泛用于(yú)機械工(gōng)程和設(she)備加工(gōng)工業

三(sān)、油封的(de)主要特(te)點

油封(feng)外部為(wéi)圓筒形(xíng)用來保(bao)證對腔(qiang)體的靜(jing)态密封(feng)-采用内(nei)包金屬(shǔ)骨架的(de)橡膠外(wài)緣；采用(yong)外露金(jīn)屬骨架(jià)的外緣(yuán)，大多需(xū)要抛光(guāng)和鍍敷(fu)防腐塗(tu)層。

裝有(yǒu)彈簧的(de)密封唇(chun)保證軸(zhou)的動态(tài)和靜态(tài)密封的(de)密封可(kě)靠性。經(jing)過長期(qī)開發研(yán)究的結(jié)果，油封(fēng)的密封(fēng)唇結構(gòu)提高到(dao)極佳的(de)性能，進(jin)而提高(gāo)在更寬(kuān)的負荷(he)範圍内(nèi)的密封(feng)可靠性(xing)

添加防(fáng)塵唇，或(huò)者在特(te)殊情況(kuang)下采用(yong)的多個(ge)防塵唇(chún)，可防止(zhi)外界污(wū)染物和(hé)灰塵侵(qin)入

油封(fēng)詳解（二(èr)）

四、油封(feng)各部位(wei)的作用(yòng)

油封主(zhu)要由密(mi)封體、加(jiā)強骨架(jià)和自緊(jǐn)螺旋彈(dan)簧等幾(jǐ)部分組(zu)成。密封(fēng)體按照(zhao)不同部(bù)位又分(fèn)為底部(bù)、腰部、刃(ren)口和密(mì)封唇等(děng)。下圖是(shi)：帶彈簧(huang)并附有(yǒu)防塵唇(chun)的内包(bao)骨架油(you)封各部(bù)位主要(yao)名稱和(he)術語。油(yóu)封使用(yòng)部位

金(jīn)屬骨架(jià)就如同(tóng)混凝土(tu)構件裡(li)面的鋼(gang)筋，起到(dào)加強的(de)作用，并(bing)使油封(fēng)能保持(chí)形狀及(ji)張力。通(tōng)常，在自(zì)由狀态(tài)下的骨(gǔ)架油封(feng)，其内徑(jìng)比軸徑(jing)小，即具(ju)有一定(dìng)的“過盈(yíng)量”。因此(cǐ)，當油封(fēng)裝入油(you)封座和(hé)軸上之(zhī)後，油封(fēng)刃口的(de)壓力和(hé)自緊螺(luo)旋彈簧(huáng)的收縮(suō)力對軸(zhóu)産生一(yi)定的徑(jing)向緊力(li)，經過一(yi)段時間(jian)運行後(hòu)，該壓力(li)會迅速(su)減小乃(nai)至消失(shi)，因而，加(jia)上彈簧(huang)可以随(suí)時補償(chang)油封自(zì)緊力，

油(yóu)封外緣(yuan)使油封(fēng)在腔體(tǐ)孔内固(gù)定的同(tong)時，起防(fáng)止流體(ti)從油封(feng)外周面(miàn)與腔體(ti)内表面(mian)的接觸(chù)面之間(jiān)洩漏及(ji)侵入的(de)作用。另(ling)外金屬(shu)骨架是(shì)當油封(fēng)固定在(zai)腔體内(nei)時，起保(bao)持配合(he)力的作(zuo)用。

密封(fēng)唇部是(shi)柔性彈(dàn)性體，設(shè)計成對(dui)機械的(de)震動及(ji)密封流(liú)體的壓(yā)力變動(dong)的影響(xiǎng)下仍可(kě)保持穩(wěn)定的密(mi)封作用(yong)，并起到(dào)保持唇(chun)部與軸(zhou)表面穩(wen)定接觸(chu)狀态的(de)作用。彈(dàn)簧可提(tí)高密封(feng)唇向軸(zhou)的壓緊(jǐn)力，起維(wéi)持此壓(ya)緊力的(de)作用。唇(chún)端部被(bèi)制作成(chéng)斜锲形(xing)狀，在端(duan)部處按(àn)壓軸表(biao)面，起密(mi)封流體(tǐ)的作用(yong)。

防塵唇(chun)是沒有(yǒu)與彈簧(huang)連接的(de)副唇，起(qǐ)防止塵(chen)埃侵入(ru)的作用(yòng)。

五、油封(fēng)的主要(yào)型式

油(you)封的各(ge)種不同(tong)型式，請(qing)參見：常(chang)用油封(fēng)結構型(xing)式；常見(jiàn)NOK标準油(yóu)封型式(shi)。附圖：油(you)封外緣(yuán)的各種(zhong)設計型(xing)式

六、油(yóu)封的密(mì)封機理(lǐ)

油封的(de)密封機(jī)理涉及(ji)兩個因(yin)素，一個(gè)是腔體(ti)的密封(feng)，主要是(shì)油封外(wai)緣（靜态(tai)部件）在(zai)腔體中(zhōng)的定位(wei)；二是密(mi)封唇口(kou)與旋轉(zhuan)軸表面(miàn)接觸的(de)動态密(mi)封，這是(shì)油封的(de)最重要(yao)功能。附(fu)下圖：油(you)封密封(feng)唇口與(yu)旋轉軸(zhou)表面接(jie)觸區。

  油(you)封的外(wài)緣為了(le)保證油(yóu)封在腔(qiāng)體的靜(jing)态密封(fēng)和孔内(nèi)的穩固(gu)定位，并(bìng)且容易(yì)裝配。一(yi)般為橡(xiàng)膠材質(zhì)包覆金(jīn)屬骨架(jia)，把橡膠(jiao)彈性體(tǐ)的可靠(kào)靜态密(mi)封能力(lì)和金屬(shu)骨架支(zhī)持定位(wèi)的優點(dian)結合為(wéi)一體。油(yóu)封的外(wài)緣設計(ji)有倒角(jiao)，以便于(yu)裝配。另(ling)有油封(fēng)在外緣(yuan)上設計(ji)溝槽可(ke)以增加(jia)附着力(lì)，避免油(you)封後退(tui)和歪斜(xié)的危險(xiǎn)，也加大(da)了壓配(pèi)合公差(cha)，可提高(gao)油封靜(jìng)态密封(fēng)的可靠(kao)性。外緣(yuan)設計為(wéi)金屬外(wai)骨架的(de)油封适(shi)用于要(yào)求在腔(qiāng)體中安(an)裝特别(bié)牢固和(he)精确的(de)場合，要(yao)注意的(de)是當油(yóu)封座孔(kǒng)内表面(mian)糙時應(ying)當塗覆(fù)密封膠(jiāo)，在密封(fēng)座處可(kě)以使用(yòng)密封劑(jì)。

油封的(de)密封唇(chun)接觸區(qu)的密封(fēng)機理對(duì)油封所(suo)起的密(mì)封功能(neng)具有極(ji)其重要(yào)的意義(yi)，它取決(jue)于：密封(feng)唇的設(shè)計；彈性(xing)材料的(de)結構；軸(zhou)表面的(de)粗糙度(du)等。密封(feng)唇的徑(jing)向力、密(mi)封唇的(de)角度設(shè)計和唇(chun)尖與彈(dan)簧中心(xīn)的距離(li)設計的(de)綜合作(zuò)用，産生(sheng)了一種(zhong)對軸面(miàn)不對稱(cheng)分布的(de)接觸壓(ya)力：在油(yóu)側壓力(lì)最大并(bing)陡升增(zēng)加；在空(kōng)氣側壓(yā)力呈小(xiǎo)角度衰(shuai)減。在過(guò)盈量（密(mì)封唇的(de)内徑在(zai)自由狀(zhuàng)态、無負(fù)荷情況(kuang)下設計(jì)為比軸(zhóu)的直徑(jing)略小）的(de)配合下(xia)，接觸壓(ya)力的這(zhe)種不對(duì)稱分布(bù)，與旋轉(zhuǎn)軸産生(shēng)的圓周(zhou)環形緊(jin)箍力的(de)聯合作(zuò)用，導緻(zhi)密封唇(chun)接觸區(qu)的結構(gou)特性變(bian)形。這種(zhong)密封彈(dàn)性體變(biàn)形結構(gòu)是油封(feng)試運轉(zhuan)時形成(cheng)的，對密(mì)封性能(néng)起着決(jue)定性作(zuò)用（因此(ci)，油封需(xū)要一個(ge)試運轉(zhuǎn)的磨合(hé)期）。螺旋(xuán)線的影(ying)響加上(shang)軸的旋(xuan)轉，由這(zhe)種變形(xíng)構造産(chan)生向油(yóu)側的泵(beng)吸作用(yong)。

油封詳(xiáng)解（四）

七(qi)、油封的(de)原材料(liao)

油封的(de)骨架和(hé)彈簧是(shì)金屬制(zhì)作，密封(fēng)唇口等(děng)主要部(bù)分為橡(xiang)膠。油封(feng)根據使(shi)用環境(jìng)，可以用(yong)不同的(de)橡膠進(jin)行生産(chǎn)，以滿足(zú)密封的(de)性能和(hé)要求。最(zuì)常用的(de)耐油橡(xiàng)膠是丁(ding)腈橡膠(jiao)，丁腈橡(xiang)膠為目(mù)前油封(feng)及O型圈(quan)使用最(zui)普遍的(de)橡膠之(zhī)一。可說(shuo)是目前(qian)用途最(zui)廣、成本(běn)最低的(de)橡膠密(mi)封件。制(zhì)造油封(fēng)常用的(de)還有聚(ju)丙酸酯(zhi)橡膠、矽(xī)橡膠、氟(fú)橡膠和(he)聚四氟(fu)乙烯等(deng)。各種橡(xiang)膠的性(xing)能請參(cān)見：主要(yào)橡膠的(de)種類與(yǔ)特長。附(fu)下圖：彈(dàn)簧及金(jīn)屬骨架(jia)材料的(de)種類及(jí)适用介(jiè)質

八、油(yóu)封的密(mì)封介質(zhì)

油封所(suǒ)使用的(de)場合，其(qí)适用的(de)密封介(jiè)質一般(bān)是礦物(wu)潤滑油(yóu)、潤滑脂(zhī)和合成(chéng)潤滑油(yóu)、潤滑脂(zhī)。另外也(yě)可密封(fēng)工業生(shēng)産中使(shǐ)用的DIN51524液(yè)壓油類(lèi)，VDMA24317以及VDMA24320高(gao)阻燃液(ye)壓油類(lèi)，低潤滑(hua)特性的(de)矽油類(lèi)。在特殊(shu)情況下(xià)也可密(mi)封潤滑(huá)性低的(de)酸類，堿(jian)類，有機(jī)溶劑類(lèi)等腐蝕(shi)性介質(zhì)。

通常采(cai)用氟橡(xiang)膠材料(liào)的油封(fēng)其耐腐(fǔ)蝕性，耐(nài)高溫性(xing)都要比(bǐ)NBR材質的(de)好，在無(wú)潤滑、純(chun)幹燥和(hé)多介質(zhi)的條件(jiàn)下建議(yì)采用PTFE密(mì)封唇制(zhi)作的油(you)封，其密(mi)封唇有(you)足夠的(de)潤滑能(néng)力，大大(dà)降低唇(chun)緣的磨(mo)損。單個(gè)油封不(bú)宜密封(fēng)兩種不(bú)同的介(jiè)質，大量(liàng)的化學(xué)物質增(zēng)加了對(dui)于油封(fēng)材質性(xìng)能的影(ying)響，油封(feng)對密封(feng)介質的(de)相容性(xing)應該通(tōng)過實驗(yàn)室試驗(yàn)來确定(ding)。附下圖(tú)：油封用(yòng)不同橡(xiang)膠對密(mi)封介質(zhi)的适應(ying)性

  密封(feng)介質的(de)污染可(ke)能是腔(qiang)體鑄件(jiàn)制作過(guò)程遺留(liú)的鑄砂(shā)殘留物(wu)；或者從(cong)旋轉元(yuan)件因摩(mo)擦磨損(sun)産生的(de)顆粒物(wu)。例如渦(wō)輪齒輪(lun)箱中的(de)青銅渦(wo)輪的磨(mó)損物；或(huo)者由腐(fu)蝕性介(jiè)質産生(sheng)的産物(wù)。為防止(zhǐ)密封介(jie)質的污(wū)染對密(mi)封特性(xìng)的負面(miàn)影響，一(yi)定要注(zhù)意盡量(liang)保持腔(qiāng)體清潔(jie)。

九、對油(yóu)封的主(zhǔ)要要求(qiú)

1、密封性(xing)好

2、可靠(kao)性高

3、易(yi)于裝配(pei)

4、與被密(mi)封介質(zhi)相容

5、低(dī)摩擦

油(yóu)封詳解(jie)（五）

十、油(yóu)封的選(xuǎn)擇影響(xiǎng)因素

為(wéi)了充分(fèn)發揮油(you)封的功(gong)能，必須(xu)根據使(shǐ)用條件(jiàn)選定最(zui)合适的(de)型式與(yǔ)材料。這(zhè)裡就主(zhǔ)要的影(yǐng)響因素(su)作一簡(jian)述。

1、軸的(de)表面線(xian)速度：在(zai)同一直(zhí)徑條件(jian)下，不同(tong)材料制(zhi)造的油(yóu)封，适應(ying)軸面旋(xuan)轉線速(su)度的能(néng)力不同(tong)，其關系(xì)如下圖(tú)所示。油(you)封使用(yòng)的線速(sù)度範圍(wéi)一般小(xiǎo)于15m/s, 下圖(tu)給出的(de)容許的(de)軸的表(biao)面線速(su)度是參(can)考值，滿(man)意的潤(rùn)滑和良(liang)好的散(san)熱條件(jian)才是決(jué)定性因(yin)素。相應(yīng)較低的(de)數據，适(shi)用于更(gèng)為苛刻(ke)的條件(jiàn)。

  2、溫度：由(yóu)于旋轉(zhuǎn)軸表面(mian)與油封(fēng)的密封(feng)唇部産(chan)生摩擦(ca)，所以密(mì)封唇口(kou)部的溫(wen)度高于(yú)油液中(zhong)的溫度(du)，一般油(you)封工作(zuò)時其唇(chun)緣的溫(wen)度高于(yú)工作介(jie)質溫度(dù)20~50℃。随着轉(zhuan)速增高(gao)，壓力增(zēng)加密封(feng)唇口處(chù)的溫度(dù)也随之(zhī)上升。另(ling)外，帶有(you)防塵唇(chún)的油封(feng)，比無防(fáng)塵唇的(de)油封會(huì)出現高(gāo)于20℃的過(guo)高溫度(dù)。當超過(guò)容許溫(wēn)度時會(hui)縮短油(you)封的工(gōng)作壽命(ming)，造成密(mi)封唇過(guò)早永久(jiu)性硬化(huà)，以及磨(mo)損加大(da)。油封的(de)工作溫(wēn)度範圍(wei)與油封(fēng)使用的(de)材料有(you)關：材料(liao)為丁晴(qíng)橡膠（NBR）時(shi)為-40~120℃，亞力(lì)克橡膠(jiāo)（ACM）-30~180℃，氟橡膠(jiāo)（FPM）-25~300℃。

3、壓力：油(yóu)封主要(yào)用于無(wu)壓或者(zhě)在微壓(ya)的條件(jian)下使用(yòng)，最大工(gong)作壓力(lì)0.02～0.05Mpa。當工作(zuò)壓力超(chāo)過這個(gè)值時應(ying)選用耐(nai)壓型油(yóu)封。

4、防塵(chén)：為防止(zhi)污染物(wu)、灰塵、和(hé)濕氣等(deng)從空氣(qi)側進入(rù)密封腔(qiāng)體内，建(jiàn)議使用(yòng)帶有防(fáng)塵唇的(de)油封。如(ru)果污染(ran)物侵入(ru)嚴重建(jian)議采用(yòng)2個油封(fēng)，以串聯(lián)方式一(yī)前一後(hou)安裝。

十(shí)一、油封(feng)安裝部(bu)分的設(shè)計

軸的(de)設計：1、表(biǎo)面粗糙(cao)度，由于(yú)軸的速(sù)度與油(yóu)量不同(tóng)，一般軸(zhou)的粗糙(cāo)度過大(dà)或過小(xiao)，都會影(ying)響到油(yóu)封的洩(xiè)漏與磨(mó)損。軸的(de)表面粗(cū)糙度容(rong)許範圍(wéi)為Rz1.0～5.0μm ；Ra0.2～0.8μm。對旋(xuán)轉軸用(yòng)油封，取(qu)2.5～1.6μmRz。2、硬度，旋(xuán)轉軸的(de)表面硬(yìng)度一般(ban)取≥35HRC。當介(jiè)質較髒(zāng)，有來自(zi)外界的(de)污染雜(za)質，或軸(zhóu)表速度(dù)>12m/s 時，軸表(biǎo)面硬度(dù)應為55HRC以(yi)上，軸表(biao)面淬火(huo)層深度(du)>0.mm。3、軸的倒(dao)角，推薦(jian)值15°~30° ,;以能(neng)讓油封(feng)确實裝(zhuāng)入，不損(sǔn)傷油封(feng)唇緣為(wéi)原則。4、軸(zhóu)的加工(gong)，正确的(de)軸加工(gong)是保證(zhèng)密封系(xi)統正常(cháng)工作的(de)決定性(xing)因素，适(shì)宜的油(yóu)封軸加(jia)工方法(fǎ)是橫向(xiàng)給進精(jing)研磨，金(jīn)剛砂紙(zhi)磨光。不(bu)适宜的(de)加工方(fang)法是在(zai)車床上(shang)精加工(gōng)，超精加(jia)工，滾光(guang)加工，金(jin)剛砂紙(zhǐ)磨光（砂(sha)紙在軸(zhóu)向移動(dòng)磨光）。5、軸(zhóu)的材料(liao)，主要是(shi)普通碳(tàn)素結構(gòu)鋼，如C35和(hé)C45，另外還(hai)有鑄鐵(tiě)，陶瓷類(lei)，樹脂塑(sù)料，但後(hou)三種材(cai)料的軸(zhóu)對油封(fēng)的密封(fēng)都有缺(que)陷。

腔體(ti)的設計(jì)：1、表面粗(cu)糙度，及(ji)直徑公(gōng)差見下(xia)表。