什么是油封

油封是用于密封機(jī)械設(shè)備中旋轉(zhuǎn)軸的封油用密封元件，而腔體基本上是靜止的（見下圖），所以油封又稱旋轉(zhuǎn)軸唇形密封圈。

機(jī)械的摩擦部分由于在機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)時有油進(jìn)入，為防止這些油從機(jī)械的間隙中泄漏而使用油封，并且除了油以外還需要防止水與化學(xué)藥液的泄漏以及塵埃及土砂從外部侵入，這時候也要用到油封。

油封的密封狀態(tài)：一是油封外緣和腔體之間為靜態(tài)密封，同時保證油封外緣在腔體之間的可靠定位；二是油封密封唇和軸之間的密封狀態(tài)，當(dāng)軸旋轉(zhuǎn)時為動態(tài)密封，當(dāng)軸靜止時為靜態(tài)密封。

各種影響因素的綜合作用及其相互作用，都對油封的密封性能和使用壽命產(chǎn)生了很大影響。

油封的主要特點(diǎn)

油封外部為圓筒形用來保證對腔體的靜態(tài)密封-采用內(nèi)包金屬骨架的橡膠外緣；采用外露金屬骨架的外緣，大多需要拋光和鍍敷防腐涂層。

裝有彈簧的密封唇保證軸的動態(tài)和靜態(tài)密封的密封可靠性。經(jīng)過長期開發(fā)研究的結(jié)果，油封的密封唇結(jié)構(gòu)提高到**的性能，進(jìn)而提高在更寬的負(fù)荷范圍內(nèi)的密封可靠性。

添加防塵唇，或者在特殊情況下采用的多個防塵唇，可防止外界污染物和灰塵侵入。

油封各個部位的作用

油封主要由密封體、加強(qiáng)骨架和自緊螺旋彈簧等幾部分組成。密封體按照不同部位又分為底部、腰部、刃口和密封唇等。下圖是：帶彈簧并附有防塵唇的內(nèi)包骨架油封各部位主要名稱和術(shù)語。

金屬骨架就如同混凝土構(gòu)件里面的鋼筋，起到加強(qiáng)的作用，并使油封能保持形狀及張力。通常，在自由狀態(tài)下的骨架油封，其內(nèi)徑比軸徑小，即具有一定的“過盈量”。

因此，當(dāng)油封裝入油封座和軸上之后，油封刃口的壓力和自緊螺旋彈簧的收縮力對軸產(chǎn)生一定的徑向緊力，經(jīng)過一段時間運(yùn)行后，該壓力會迅速減小乃至消失，因而，加上彈簧可以隨時補(bǔ)償油封自緊力。

油封外緣使油封在腔體孔內(nèi)固定的同時，起防止流體從油封外周面與腔體內(nèi)表面的接觸面之間泄漏及侵入的作用。另外金屬骨架是當(dāng)油封固定在腔體內(nèi)時，起保持配合力的作用。

密封唇部是柔性彈性體，設(shè)計(jì)成對機(jī)械的震動及密封流體的壓力變動的影響下仍可保持穩(wěn)定的密封作用，并起到保持唇部與軸表面穩(wěn)定接觸狀態(tài)的作用。彈簧可提高密封唇向軸的壓緊力，起維持此壓緊力的作用。唇端部被制作成斜鍥形狀，在端部處按****表面，起密封流體的作用。防塵唇是沒有與彈簧連接的副唇，起防止塵埃侵入的作用。

油封的主要型式

▼ 油封外緣的各種設(shè)計(jì)型式

油封的密封機(jī)理

油封的密封機(jī)理涉及兩個因素：一個是腔體的密封，主要是油封外緣（靜態(tài)部件）在腔體中的定位；二是密封唇口與旋轉(zhuǎn)軸表面接觸的動態(tài)密封，這是油封的重要功能。附下圖：油封密封唇口與旋轉(zhuǎn)軸表面接觸區(qū)。

油封的外緣為了保證油封在腔體的靜態(tài)密封和孔內(nèi)的穩(wěn)固定位，并且容易裝配。一般為橡膠材質(zhì)包覆金屬骨架，把橡膠彈性體的可靠靜態(tài)密封能力和金屬骨架支持定位的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合為一體。

油封的外緣設(shè)計(jì)有倒角，以便于裝配。另有油封在外緣上設(shè)計(jì)溝槽可以增加附著力，避免油封后退和歪斜的危險(xiǎn)，也加大了壓配合公差，可提高油封靜態(tài)密封的可靠性。

外緣設(shè)計(jì)為金屬外骨架的油封適用于要求在腔體中安裝特別牢固和**的場合，要注意的是當(dāng)油封座孔內(nèi)表面糙時應(yīng)當(dāng)涂覆密封膠，在密封座處可以使用密封劑。

油封的密封唇接觸區(qū)的密封機(jī)理對油封所起的密封功能具有極其重要的意義，它取決于：密封唇的設(shè)計(jì)；彈性材料的結(jié)構(gòu)；軸表面的粗糙度等。密封唇的徑向力、密封唇的角度設(shè)計(jì)和唇尖與彈簧中心的距離設(shè)計(jì)的綜合作用，產(chǎn)生了一種對軸面不對稱分布的接觸壓力：在油側(cè)壓力并陡升增加；在空氣側(cè)壓力呈小角度衰減。

在過盈量（密封唇的內(nèi)徑在自由狀態(tài)、無負(fù)荷情況下設(shè)計(jì)為比軸的直徑略小）的配合下，接觸壓力的這種不對稱分布，與旋轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生的圓周環(huán)形緊箍力的聯(lián)合作用，導(dǎo)致密封唇接觸區(qū)的結(jié)構(gòu)特性變形。這種密封彈性體變形結(jié)構(gòu)是油封試運(yùn)轉(zhuǎn)時形成的，對密封性能起著決定性作用（因此，油封需要一個試運(yùn)轉(zhuǎn)的磨合期）。螺旋線的影響加上軸的旋轉(zhuǎn)，由這種變形構(gòu)造產(chǎn)生向油側(cè)的泵吸作用。

油封的原材料

油封的骨架和彈簧是金屬制作，密封唇口等主要部分為橡膠。油封根據(jù)使用環(huán)境，可以用不同的橡膠進(jìn)行，以滿足密封的性能和要求。常用的耐油橡膠是丁腈橡膠，丁腈橡膠為目前油封及O型圈使用普遍的橡膠之一。可說是目前用途廣、成本的橡膠密封件。制造油封常用的還有聚丙酸酯橡膠、硅橡膠、氟橡膠和聚四氟乙烯等。

▼附圖：彈簧及金屬骨架材料的種類及適用介質(zhì) 

油封的密封介質(zhì)

油封所使用的場合，其適用的密封介質(zhì)一般是礦物潤滑油、潤滑脂和合成潤滑油、潤滑脂。另外也可密封工業(yè)中使用的DIN51524液壓油類，VDMA24317以及VDMA24320高阻燃液壓油類，低潤滑特性的硅油類。在特殊情況下也可密封潤滑性低的酸類，堿類，有機(jī)溶劑類等腐蝕性介質(zhì)。

通常采用氟橡膠材料的油封其耐腐蝕性，耐高溫性都要比NBR材質(zhì)的好，在無潤滑、純干燥和多介質(zhì)的條件下建議采用PTFE密封唇制作的油封，其密封唇有足夠的潤滑能力，大大降低唇緣的磨損。單個油封不宜密封兩種不同的介質(zhì)，大量的化學(xué)物質(zhì)增加了對于油封材質(zhì)性能的影響，油封對密封介質(zhì)的相容性應(yīng)該通過實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)來確定。

密封介質(zhì)的污染可能是腔體鑄件制作過程**的鑄砂殘留物；或者從旋轉(zhuǎn)元件因摩擦磨損產(chǎn)生的顆粒物。例如渦輪齒輪箱中的青銅渦輪的磨損物；或者由腐蝕性介質(zhì)產(chǎn)生的產(chǎn)物。為防止密封介質(zhì)的污染對密封特性的負(fù)面影響，一定要注意盡量保持腔體清潔。

油封的選擇影響因素

為了充分發(fā)揮油封的功能，**根據(jù)使用條件選定合適的型式與材料。這里就主要的影響因素作一簡述。

1、軸的表面線速度

在同一 直徑條件下，不同材料制造的油封，適應(yīng)軸面旋轉(zhuǎn)線速度的能力不同，其關(guān)系如下圖所示。

油封使用的線速度范圍一般小于15m/s, 下圖給出的容許的軸的表面線速度是參考值，滿意的潤滑和良好的散熱條件才是決定性因素。相應(yīng)較低的數(shù)據(jù)，適用于更為苛刻的條件。 

2、溫度

由于旋轉(zhuǎn)軸表面與油封的密封唇部產(chǎn)生摩擦，所以密封唇口部的溫度高于油液中的溫度，一般油封工作時其唇緣的溫度高于工作介質(zhì)溫度20~50℃。隨著轉(zhuǎn)速增高，壓力增加密封唇口處的溫度也隨之上升。

另外，帶有防塵唇的油封(公眾號:泵管家)，比無防塵唇的油封會出現(xiàn)高于20℃的過高溫度。當(dāng)超過容許溫度時會縮短油封的工作壽命，造成密封唇過早性硬化，以及磨損加大。油封的工作溫度范圍與油封使用的材料有關(guān)：材料為丁晴橡膠（NBR）時為-40~120℃，亞力克橡膠（ACM）-30~180℃，氟橡膠（FPM）-25~300℃。

3、壓力

油封主要用于無壓或者在微壓的條件下使用，工作壓力0.02～0.05Mpa。當(dāng)工作壓力超過這個值時應(yīng)選用耐壓型油封。

4、防塵

為防止污染物、灰塵、和濕氣等從空氣側(cè)進(jìn)入密封腔體內(nèi)，建議使用帶有防塵唇的油封。如果污染物侵入嚴(yán)重建議采用2個油封，以串聯(lián)方式一前一后安裝。

來源：網(wǎng)絡(luò)