油封詳解（一）

一(yi)、什麼是油封

油(you)封是用于密封(fēng)機械設備中旋(xuan)轉軸的封油用(yong)密封元件，而腔(qiang)體基本上是靜(jing)止的（見下圖），所(suo)以油封又稱旋(xuan)轉軸唇形密封(fēng)圈。油封使用部(bù)位

機械的摩擦(cā)部分由于在機(jī)械運轉時有油(you)進入，為防止這(zhè)些油從機械的(de)間隙中洩漏而(ér)使用油封，并且(qiě)除了油以外還(hai)需要防止水與(yǔ)化學藥液的洩(xiè)漏以及塵埃及(jí)土砂從外部侵(qīn)入，這時候也要(yào)用到油封

油封(fēng)的密封狀态，一(yi)是油封外緣和(he)腔體之間為靜(jìng)态密封，同時保(bao)證油封外緣在(zai)腔體之間的可(kě)靠定位。二是油(you)封密封唇和軸(zhou)之間的密封狀(zhuang)态，當軸旋轉時(shi)為動态密封，當(dāng)軸靜止時為靜(jing)态密封。各種影(yǐng)響因素的綜合(hé)作用及其相互(hù)作用，都對油封(fēng)的密封性能和(hé)使用壽命産生(sheng)了很大影響。

二(er)、油封的主要用(yong)途

用于發動機(jī)曲軸和凸輪軸(zhou)的密封

小汽車(che)，摩托車和商用(yong)車輛等傳動系(xi)統（如齒輪箱、輪(lun)毂、橋軸、差速器(qì)）的密封

鏟車，挖(wa)掘機等農業機(ji)械和工程機械(xie)傳動系統的密(mi)封

工業用齒輪(lún)箱的密封

液壓(yā)元件（泵，馬達）的(de)密封

日用機械(xiè)洗衣機的密封(fēng)

廣泛用于機械(xie)工程和設備加(jia)工工業

三、油封(fēng)的主要特點

油(you)封外部為圓筒(tǒng)形用來保證對(duì)腔體的靜态密(mi)封-采用内包金(jīn)屬骨架的橡膠(jiāo)外緣；采用外露(lu)金屬骨架的外(wai)緣，大多需要抛(pao)光和鍍敷防腐(fǔ)塗層。

裝有彈簧(huang)的密封唇保證(zheng)軸的動态和靜(jing)态密封的密封(fēng)可靠性。經過長(zhǎng)期開發研究的(de)結果，油封的密(mi)封唇結構提高(gao)到極佳的性能(néng)，進而提高在更(gèng)寬的負荷範圍(wei)内的密封可靠(kao)性

添加防塵唇(chun)，或者在特殊情(qing)況下采用的多(duō)個防塵唇，可防(fáng)止外界污染物(wù)和灰塵侵入

油(you)封詳解（二）

四、油(yóu)封各部位的作(zuò)用

油封主要由(you)密封體、加強骨(gu)架和自緊螺旋(xuán)彈簧等幾部分(fen)組成。密封體按(an)照不同部位又(you)分為底部、腰部(bù)、刃口和密封唇(chun)等。下圖是：帶彈(dàn)簧并附有防塵(chén)唇的内包骨架(jià)油封各部位主(zhǔ)要名稱和術語(yu)。油封使用部位(wèi)

金屬骨架就如(ru)同混凝土構件(jian)裡面的鋼筋，起(qǐ)到加強的作用(yong)，并使油封能保(bao)持形狀及張力(li)。通常，在自由狀(zhuàng)态下的骨架油(yóu)封，其内徑比軸(zhóu)徑小，即具有一(yi)定的“過盈量”。因(yin)此，當油封裝入(ru)油封座和軸上(shang)之後，油封刃口(kǒu)的壓力和自緊(jin)螺旋彈簧的收(shou)縮力對軸産生(shēng)一定的徑向緊(jin)力，經過一段時(shí)間運行後，該壓(ya)力會迅速減小(xiao)乃至消失，因而(er)，加上彈簧可以(yǐ)随時補償油封(fēng)自緊力，

油封外(wai)緣使油封在腔(qiāng)體孔内固定的(de)同時，起防止流(liú)體從油封外周(zhou)面與腔體内表(biao)面的接觸面之(zhi)間洩漏及侵入(ru)的作用。另外金(jīn)屬骨架是當油(yóu)封固定在腔體(tǐ)内時，起保持配(pei)合力的作用。

密(mi)封唇部是柔性(xìng)彈性體，設計成(chéng)對機械的震動(dong)及密封流體的(de)壓力變動的影(yǐng)響下仍可保持(chí)穩定的密封作(zuo)用，并起到保持(chi)唇部與軸表面(mian)穩定接觸狀态(tai)的作用。彈簧可(ke)提高密封唇向(xiang)軸的壓緊力，起(qi)維持此壓緊力(lì)的作用。唇端部(bu)被制作成斜锲(qiè)形狀，在端部處(chu)按壓軸表面，起(qǐ)密封流體的作(zuo)用。

防塵唇是沒(méi)有與彈簧連接(jiē)的副唇，起防止(zhi)塵埃侵入的作(zuo)用。

五、油封的主(zhǔ)要型式

油封的(de)各種不同型式(shì)，請參見：常用油(yóu)封結構型式；常(cháng)見NOK标準油封型(xing)式。附圖：油封外(wài)緣的各種設計(jì)型式

六、油封的(de)密封機理

油封(feng)的密封機理涉(she)及兩個因素，一(yi)個是腔體的密(mi)封，主要是油封(fēng)外緣（靜态部件(jian)）在腔體中的定(ding)位；二是密封唇(chun)口與旋轉軸表(biao)面接觸的動态(tài)密封，這是油封(feng)的最重要功能(néng)。附下圖：油封密(mì)封唇口與旋轉(zhuan)軸表面接觸區(qu)。

  油封的外緣為(wei)了保證油封在(zai)腔體的靜态密(mì)封和孔内的穩(wen)固定位，并且容(rong)易裝配。一般為(wei)橡膠材質包覆(fù)金屬骨架，把橡(xiàng)膠彈性體的可(kě)靠靜态密封能(neng)力和金屬骨架(jia)支持定位的優(yōu)點結合為一體(tǐ)。油封的外緣設(shè)計有倒角，以便(bian)于裝配。另有油(you)封在外緣上設(she)計溝槽可以增(zēng)加附着力，避免(mian)油封後退和歪(wai)斜的危險，也加(jiā)大了壓配合公(gong)差，可提高油封(fēng)靜态密封的可(ke)靠性。外緣設計(jì)為金屬外骨架(jià)的油封适用于(yú)要求在腔體中(zhong)安裝特别牢固(gu)和精确的場合(he)，要注意的是當(dāng)油封座孔内表(biao)面糙時應當塗(tu)覆密封膠，在密(mì)封座處可以使(shǐ)用密封劑。

油封(fēng)的密封唇接觸(chù)區的密封機理(li)對油封所起的(de)密封功能具有(yǒu)極其重要的意(yi)義，它取決于：密(mi)封唇的設計；彈(dàn)性材料的結構(gòu)；軸表面的粗糙(cao)度等。密封唇的(de)徑向力、密封唇(chun)的角度設計和(he)唇尖與彈簧中(zhong)心的距離設計(jì)的綜合作用，産(chan)生了一種對軸(zhou)面不對稱分布(bu)的接觸壓力：在(zài)油側壓力最大(da)并陡升增加；在(zai)空氣側壓力呈(chéng)小角度衰減。在(zài)過盈量（密封唇(chun)的内徑在自由(you)狀态、無負荷情(qing)況下設計為比(bi)軸的直徑略小(xiǎo)）的配合下，接觸(chu)壓力的這種不(bu)對稱分布，與旋(xuán)轉軸産生的圓(yuán)周環形緊箍力(lì)的聯合作用，導(dao)緻密封唇接觸(chù)區的結構特性(xìng)變形。這種密封(fēng)彈性體變形結(jié)構是油封試運(yùn)轉時形成的，對(dui)密封性能起着(zhe)決定性作用（因(yin)此，油封需要一(yī)個試運轉的磨(mo)合期）。螺旋線的(de)影響加上軸的(de)旋轉，由這種變(bian)形構造産生向(xiang)油側的泵吸作(zuò)用。

油封詳解（四(sì)）

七、油封的原材(cái)料

油封的骨架(jia)和彈簧是金屬(shǔ)制作，密封唇口(kou)等主要部分為(wei)橡膠。油封根據(ju)使用環境，可以(yi)用不同的橡膠(jiao)進行生産，以滿(man)足密封的性能(néng)和要求。最常用(yong)的耐油橡膠是(shi)丁腈橡膠，丁腈(jīng)橡膠為目前油(you)封及O型圈使用(yòng)最普遍的橡膠(jiāo)之一。可說是目(mu)前用途最廣、成(cheng)本最低的橡膠(jiao)密封件。制造油(yóu)封常用的還有(you)聚丙酸酯橡膠(jiao)、矽橡膠、氟橡膠(jiao)和聚四氟乙烯(xi)等。各種橡膠的(de)性能請參見：主(zhu)要橡膠的種類(lei)與特長。附下圖(tú)：彈簧及金屬骨(gu)架材料的種類(lei)及适用介質

八(ba)、油封的密封介(jie)質

油封所使用(yòng)的場合，其适用(yong)的密封介質一(yi)般是礦物潤滑(huá)油、潤滑脂和合(hé)成潤滑油、潤滑(huá)脂。另外也可密(mì)封工業生産中(zhong)使用的DIN51524液壓油(yóu)類，VDMA24317以及VDMA24320高阻燃(ran)液壓油類，低潤(run)滑特性的矽油(you)類。在特殊情況(kuàng)下也可密封潤(run)滑性低的酸類(lei)，堿類，有機溶劑(ji)類等腐蝕性介(jie)質。

通常采用氟(fú)橡膠材料的油(yóu)封其耐腐蝕性(xing)，耐高溫性都要(yao)比NBR材質的好，在(zài)無潤滑、純幹燥(zào)和多介質的條(tiáo)件下建議采用(yong)PTFE密封唇制作的(de)油封，其密封唇(chun)有足夠的潤滑(hua)能力，大大降低(dī)唇緣的磨損。單(dān)個油封不宜密(mi)封兩種不同的(de)介質，大量的化(hua)學物質增加了(le)對于油封材質(zhi)性能的影響，油(you)封對密封介質(zhi)的相容性應該(gai)通過實驗室試(shì)驗來确定。附下(xia)圖：油封用不同(tong)橡膠對密封介(jiè)質的适應性

  密(mì)封介質的污染(rǎn)可能是腔體鑄(zhu)件制作過程遺(yí)留的鑄砂殘留(liú)物；或者從旋轉(zhuǎn)元件因摩擦磨(mó)損産生的顆粒(li)物。例如渦輪齒(chǐ)輪箱中的青銅(tong)渦輪的磨損物(wù)；或者由腐蝕性(xìng)介質産生的産(chǎn)物。為防止密封(feng)介質的污染對(duì)密封特性的負(fù)面影響，一定要(yào)注意盡量保持(chi)腔體清潔。

九、對(dui)油封的主要要(yào)求

1、密封性好

2、可(ke)靠性高

3、易于裝(zhuang)配

4、與被密封介(jie)質相容

5、低摩擦(ca)

油封詳解（五）

十(shí)、油封的選擇影(yǐng)響因素

為了充(chong)分發揮油封的(de)功能，必須根據(ju)使用條件選定(ding)最合适的型式(shi)與材料。這裡就(jiù)主要的影響因(yīn)素作一簡述。

1、軸(zhou)的表面線速度(du)：在同一直徑條(tiao)件下，不同材料(liao)制造的油封，适(shi)應軸面旋轉線(xian)速度的能力不(bu)同，其關系如下(xia)圖所示。油封使(shǐ)用的線速度範(fan)圍一般小于15m/s, 下(xià)圖給出的容許(xu)的軸的表面線(xian)速度是參考值(zhí)，滿意的潤滑和(he)良好的散熱條(tiao)件才是決定性(xìng)因素。相應較低(dī)的數據，适用于(yu)更為苛刻的條(tiáo)件。

  2、溫度：由于旋(xuan)轉軸表面與油(yóu)封的密封唇部(bù)産生摩擦，所以(yǐ)密封唇口部的(de)溫度高于油液(yè)中的溫度，一般(ban)油封工作時其(qi)唇緣的溫度高(gao)于工作介質溫(wen)度20~50℃。随着轉速增(zēng)高，壓力增加密(mì)封唇口處的溫(wēn)度也随之上升(shēng)。另外，帶有防塵(chén)唇的油封，比無(wu)防塵唇的油封(feng)會出現高于20℃的(de)過高溫度。當超(chao)過容許溫度時(shi)會縮短油封的(de)工作壽命，造成(cheng)密封唇過早永(yǒng)久性硬化，以及(jí)磨損加大。油封(feng)的工作溫度範(fàn)圍與油封使用(yòng)的材料有關：材(cái)料為丁晴橡膠(jiāo)（NBR）時為-40~120℃，亞力克橡(xiang)膠（ACM）-30~180℃，氟橡膠（FPM）-25~300℃。

3、壓力(li)：油封主要用于(yu)無壓或者在微(wēi)壓的條件下使(shǐ)用，最大工作壓(yā)力0.02～0.05Mpa。當工作壓力(lì)超過這個值時(shí)應選用耐壓型(xing)油封。

4、防塵：為防(fang)止污染物、灰塵(chen)、和濕氣等從空(kong)氣側進入密封(feng)腔體内，建議使(shi)用帶有防塵唇(chun)的油封。如果污(wū)染物侵入嚴重(zhong)建議采用2個油(yóu)封，以串聯方式(shi)一前一後安裝(zhuāng)。

十一、油封安裝(zhuang)部分的設計

軸(zhóu)的設計：1、表面粗(cu)糙度，由于軸的(de)速度與油量不(bú)同，一般軸的粗(cū)糙度過大或過(guò)小，都會影響到(dao)油封的洩漏與(yǔ)磨損。軸的表面(miàn)粗糙度容許範(fàn)圍為Rz1.0～5.0μm ；Ra0.2～0.8μm。對旋轉軸(zhou)用油封，取2.5～1.6μmRz。2、硬度(dù)，旋轉軸的表面(mian)硬度一般取≥35HRC。當(dāng)介質較髒，有來(lai)自外界的污染(rǎn)雜質，或軸表速(sù)度>12m/s 時，軸表面硬(yìng)度應為55HRC以上，軸(zhou)表面淬火層深(shen)度>0.mm。3、軸的倒角，推(tui)薦值15°~30° ,;以能讓油(yóu)封确實裝入，不(bú)損傷油封唇緣(yuán)為原則。4、軸的加(jiā)工，正确的軸加(jiā)工是保證密封(feng)系統正常工作(zuo)的決定性因素(su)，适宜的油封軸(zhóu)加工方法是橫(héng)向給進精研磨(mo)，金剛砂紙磨光(guāng)。不适宜的加工(gōng)方法是在車床(chuang)上精加工，超精(jīng)加工，滾光加工(gōng)，金剛砂紙磨光(guang)（砂紙在軸向移(yí)動磨光）。5、軸的材(cái)料，主要是普通(tōng)碳素結構鋼，如(rú)C35和C45，另外還有鑄(zhù)鐵，陶瓷類，樹脂(zhī)塑料，但後三種(zhǒng)材料的軸對油(yóu)封的密封都有(yǒu)缺陷。

腔體的設(she)計：1、表面粗糙度(dù)，及直徑公差見(jian)下表。