油封詳(xiang)解（一）

一、什(shi)麼是油封(fēng)

油封是用(yong)于密封機(jī)械設備中(zhong)旋轉軸的(de)封油用密(mi)封元件，而(ér)腔體基本(ben)上是靜止(zhǐ)的（見下圖(tú)），所以油封(feng)又稱旋轉(zhuan)軸唇形密(mi)封圈。油封(fēng)使用部位(wèi)

機械的摩(mo)擦部分由(yóu)于在機械(xiè)運轉時有(yǒu)油進入，為(wéi)防止這些(xie)油從機械(xie)的間隙中(zhong)洩漏而使(shǐ)用油封，并(bing)且除了油(yóu)以外還需(xū)要防止水(shuǐ)與化學藥(yào)液的洩漏(lou)以及塵埃(ai)及土砂從(cóng)外部侵入(ru)，這時候也(ye)要用到油(you)封

油封的(de)密封狀态(tai)，一是油封(feng)外緣和腔(qiāng)體之間為(wei)靜态密封(feng)，同時保證(zheng)油封外緣(yuán)在腔體之(zhi)間的可靠(kào)定位。二是(shi)油封密封(fēng)唇和軸之(zhī)間的密封(fēng)狀态，當軸(zhou)旋轉時為(wéi)動态密封(feng)，當軸靜止(zhi)時為靜态(tai)密封。各種(zhong)影響因素(sù)的綜合作(zuo)用及其相(xiàng)互作用，都(dōu)對油封的(de)密封性能(neng)和使用壽(shou)命産生了(le)很大影響(xiang)。

二、油封的(de)主要用途(tu)

用于發動(dòng)機曲軸和(hé)凸輪軸的(de)密封

小汽(qì)車，摩托車(che)和商用車(che)輛等傳動(dòng)系統（如齒(chǐ)輪箱、輪毂(gū)、橋軸、差速(su)器）的密封(feng)

鏟車，挖掘(jue)機等農業(yè)機械和工(gōng)程機械傳(chuan)動系統的(de)密封

工業(ye)用齒輪箱(xiang)的密封

液(yè)壓元件（泵(beng)，馬達）的密(mì)封

日用機(jī)械洗衣機(jī)的密封

廣(guǎng)泛用于機(ji)械工程和(he)設備加工(gōng)工業

三、油(you)封的主要(yao)特點

油封(feng)外部為圓(yuan)筒形用來(lái)保證對腔(qiāng)體的靜态(tài)密封-采用(yong)内包金屬(shǔ)骨架的橡(xiàng)膠外緣；采(cǎi)用外露金(jin)屬骨架的(de)外緣，大多(duō)需要抛光(guang)和鍍敷防(fang)腐塗層。

裝(zhuāng)有彈簧的(de)密封唇保(bao)證軸的動(dòng)态和靜态(tai)密封的密(mi)封可靠性(xing)。經過長期(qi)開發研究(jiu)的結果，油(yóu)封的密封(fēng)唇結構提(tí)高到極佳(jiā)的性能，進(jin)而提高在(zai)更寬的負(fù)荷範圍内(nèi)的密封可(ke)靠性

添加(jiā)防塵唇，或(huo)者在特殊(shu)情況下采(cai)用的多個(gè)防塵唇，可(kě)防止外界(jie)污染物和(hé)灰塵侵入(rù)

油封詳解(jiě)（二）

四、油封(fēng)各部位的(de)作用

油封(fēng)主要由密(mi)封體、加強(qiáng)骨架和自(zì)緊螺旋彈(dan)簧等幾部(bù)分組成。密(mì)封體按照(zhào)不同部位(wei)又分為底(dǐ)部、腰部、刃(ren)口和密封(feng)唇等。下圖(tú)是：帶彈簧(huáng)并附有防(fang)塵唇的内(nei)包骨架油(you)封各部位(wei)主要名稱(cheng)和術語。油(yóu)封使用部(bù)位

金屬骨(gǔ)架就如同(tong)混凝土構(gou)件裡面的(de)鋼筋，起到(dao)加強的作(zuo)用，并使油(you)封能保持(chi)形狀及張(zhang)力。通常，在(zai)自由狀态(tai)下的骨架(jià)油封，其内(nèi)徑比軸徑(jìng)小，即具有(yǒu)一定的“過(guò)盈量”。因此(ci)，當油封裝(zhuāng)入油封座(zuò)和軸上之(zhi)後，油封刃(rèn)口的壓力(li)和自緊螺(luó)旋彈簧的(de)收縮力對(duì)軸産生一(yī)定的徑向(xiàng)緊力，經過(guo)一段時間(jian)運行後，該(gāi)壓力會迅(xun)速減小乃(nǎi)至消失，因(yīn)而，加上彈(dan)簧可以随(suí)時補償油(you)封自緊力(li)，

油封外緣(yuan)使油封在(zài)腔體孔内(nei)固定的同(tóng)時，起防止(zhǐ)流體從油(yóu)封外周面(miàn)與腔體内(nèi)表面的接(jie)觸面之間(jian)洩漏及侵(qin)入的作用(yòng)。另外金屬(shǔ)骨架是當(dāng)油封固定(dìng)在腔體内(nei)時，起保持(chi)配合力的(de)作用。

密封(feng)唇部是柔(rou)性彈性體(ti)，設計成對(duì)機械的震(zhèn)動及密封(fēng)流體的壓(ya)力變動的(de)影響下仍(reng)可保持穩(wen)定的密封(fēng)作用，并起(qǐ)到保持唇(chún)部與軸表(biǎo)面穩定接(jiē)觸狀态的(de)作用。彈簧(huang)可提高密(mì)封唇向軸(zhou)的壓緊力(lì)，起維持此(ci)壓緊力的(de)作用。唇端(duan)部被制作(zuo)成斜锲形(xing)狀，在端部(bù)處按壓軸(zhou)表面，起密(mì)封流體的(de)作用。

防塵(chén)唇是沒有(you)與彈簧連(lian)接的副唇(chun)，起防止塵(chen)埃侵入的(de)作用。

五、油(yóu)封的主要(yao)型式

油封(feng)的各種不(bú)同型式，請(qing)參見：常用(yòng)油封結構(gou)型式；常見(jian)NOK标準油封(fēng)型式。附圖(tu)：油封外緣(yuán)的各種設(she)計型式

六(liu)、油封的密(mi)封機理

油(you)封的密封(fēng)機理涉及(jí)兩個因素(sù)，一個是腔(qiāng)體的密封(feng)，主要是油(you)封外緣（靜(jing)态部件）在(zài)腔體中的(de)定位；二是(shi)密封唇口(kou)與旋轉軸(zhóu)表面接觸(chu)的動态密(mì)封，這是油(yóu)封的最重(zhòng)要功能。附(fu)下圖：油封(fēng)密封唇口(kǒu)與旋轉軸(zhóu)表面接觸(chu)區。

  油封的(de)外緣為了(le)保證油封(feng)在腔體的(de)靜态密封(fēng)和孔内的(de)穩固定位(wèi)，并且容易(yi)裝配。一般(bān)為橡膠材(cai)質包覆金(jin)屬骨架，把(bǎ)橡膠彈性(xing)體的可靠(kào)靜态密封(fēng)能力和金(jīn)屬骨架支(zhi)持定位的(de)優點結合(hé)為一體。油(you)封的外緣(yuán)設計有倒(dao)角，以便于(yú)裝配。另有(you)油封在外(wài)緣上設計(jì)溝槽可以(yǐ)增加附着(zhe)力，避免油(yóu)封後退和(hé)歪斜的危(wei)險，也加大(da)了壓配合(he)公差，可提(ti)高油封靜(jing)态密封的(de)可靠性。外(wai)緣設計為(wei)金屬外骨(gǔ)架的油封(feng)适用于要(yao)求在腔體(ti)中安裝特(te)别牢固和(he)精确的場(chǎng)合，要注意(yì)的是當油(you)封座孔内(nei)表面糙時(shi)應當塗覆(fu)密封膠，在(zai)密封座處(chu)可以使用(yong)密封劑。

油(you)封的密封(feng)唇接觸區(qu)的密封機(jī)理對油封(feng)所起的密(mì)封功能具(jù)有極其重(zhòng)要的意義(yi)，它取決于(yú)：密封唇的(de)設計；彈性(xìng)材料的結(jié)構；軸表面(mian)的粗糙度(dù)等。密封唇(chun)的徑向力(li)、密封唇的(de)角度設計(ji)和唇尖與(yu)彈簧中心(xin)的距離設(shè)計的綜合(hé)作用，産生(shēng)了一種對(dui)軸面不對(duì)稱分布的(de)接觸壓力(li)：在油側壓(yā)力最大并(bing)陡升增加(jia)；在空氣側(ce)壓力呈小(xiǎo)角度衰減(jian)。在過盈量(liang)（密封唇的(de)内徑在自(zi)由狀态、無(wú)負荷情況(kuàng)下設計為(wéi)比軸的直(zhi)徑略小）的(de)配合下，接(jie)觸壓力的(de)這種不對(dui)稱分布，與(yǔ)旋轉軸産(chan)生的圓周(zhōu)環形緊箍(gū)力的聯合(he)作用，導緻(zhì)密封唇接(jie)觸區的結(jié)構特性變(biàn)形。這種密(mi)封彈性體(ti)變形結構(gòu)是油封試(shì)運轉時形(xing)成的，對密(mi)封性能起(qǐ)着決定性(xìng)作用（因此(ci)，油封需要(yào)一個試運(yùn)轉的磨合(he)期）。螺旋線(xiàn)的影響加(jia)上軸的旋(xuán)轉，由這種(zhong)變形構造(zao)産生向油(yóu)側的泵吸(xi)作用。

油封(fēng)詳解（四）

七(qi)、油封的原(yuan)材料

油封(feng)的骨架和(he)彈簧是金(jin)屬制作，密(mi)封唇口等(deng)主要部分(fèn)為橡膠。油(you)封根據使(shǐ)用環境，可(kě)以用不同(tóng)的橡膠進(jìn)行生産，以(yǐ)滿足密封(fēng)的性能和(hé)要求。最常(cháng)用的耐油(yóu)橡膠是丁(dīng)腈橡膠，丁(ding)腈橡膠為(wei)目前油封(fēng)及O型圈使(shi)用最普遍(biàn)的橡膠之(zhī)一。可說是(shì)目前用途(tú)最廣、成本(běn)最低的橡(xiàng)膠密封件(jiàn)。制造油封(fēng)常用的還(hai)有聚丙酸(suān)酯橡膠、矽(xī)橡膠、氟橡(xiang)膠和聚四(sì)氟乙烯等(děng)。各種橡膠(jiao)的性能請(qing)參見：主要(yao)橡膠的種(zhong)類與特長(zhǎng)。附下圖：彈(dàn)簧及金屬(shu)骨架材料(liao)的種類及(ji)适用介質(zhì)

八、油封的(de)密封介質(zhi)

油封所使(shi)用的場合(he)，其适用的(de)密封介質(zhì)一般是礦(kuang)物潤滑油(yóu)、潤滑脂和(hé)合成潤滑(hua)油、潤滑脂(zhī)。另外也可(kě)密封工業(yè)生産中使(shǐ)用的DIN51524液壓(ya)油類，VDMA24317以及(ji)VDMA24320高阻燃液(ye)壓油類，低(di)潤滑特性(xìng)的矽油類(lei)。在特殊情(qing)況下也可(kě)密封潤滑(hua)性低的酸(suan)類，堿類，有(yǒu)機溶劑類(lei)等腐蝕性(xìng)介質。

通常(chang)采用氟橡(xiàng)膠材料的(de)油封其耐(nài)腐蝕性，耐(nài)高溫性都(dou)要比NBR材質(zhi)的好，在無(wú)潤滑、純幹(gàn)燥和多介(jie)質的條件(jiàn)下建議采(cǎi)用PTFE密封唇(chun)制作的油(yóu)封，其密封(fēng)唇有足夠(gou)的潤滑能(neng)力，大大降(jiang)低唇緣的(de)磨損。單個(ge)油封不宜(yi)密封兩種(zhǒng)不同的介(jie)質，大量的(de)化學物質(zhì)增加了對(duì)于油封材(cái)質性能的(de)影響，油封(feng)對密封介(jie)質的相容(rong)性應該通(tōng)過實驗室(shi)試驗來确(que)定。附下圖(tu)：油封用不(bu)同橡膠對(duì)密封介質(zhi)的适應性(xìng)

  密封介質(zhì)的污染可(ke)能是腔體(tǐ)鑄件制作(zuò)過程遺留(liu)的鑄砂殘(can)留物；或者(zhe)從旋轉元(yuán)件因摩擦(ca)磨損産生(sheng)的顆粒物(wu)。例如渦輪(lún)齒輪箱中(zhōng)的青銅渦(wo)輪的磨損(sǔn)物；或者由(yóu)腐蝕性介(jie)質産生的(de)産物。為防(fáng)止密封介(jiè)質的污染(ran)對密封特(te)性的負面(miàn)影響，一定(dìng)要注意盡(jìn)量保持腔(qiang)體清潔。

九(jiǔ)、對油封的(de)主要要求(qiú)

1、密封性好(hǎo)

2、可靠性高(gāo)

3、易于裝配(pèi)

4、與被密封(feng)介質相容(róng)

5、低摩擦

油(you)封詳解（五(wǔ)）

十、油封的(de)選擇影響(xiang)因素

為了(le)充分發揮(huī)油封的功(gōng)能，必須根(gēn)據使用條(tiáo)件選定最(zuì)合适的型(xíng)式與材料(liào)。這裡就主(zhǔ)要的影響(xiǎng)因素作一(yi)簡述。

1、軸的(de)表面線速(su)度：在同一(yī)直徑條件(jiàn)下，不同材(cai)料制造的(de)油封，适應(yīng)軸面旋轉(zhuan)線速度的(de)能力不同(tóng)，其關系如(rú)下圖所示(shì)。油封使用(yong)的線速度(dù)範圍一般(bān)小于15m/s, 下圖(tú)給出的容(róng)許的軸的(de)表面線速(sù)度是參考(kao)值，滿意的(de)潤滑和良(liáng)好的散熱(rè)條件才是(shì)決定性因(yīn)素。相應較(jiao)低的數據(jù)，适用于更(geng)為苛刻的(de)條件。

  2、溫度(dù)：由于旋轉(zhuǎn)軸表面與(yu)油封的密(mì)封唇部産(chǎn)生摩擦，所(suǒ)以密封唇(chun)口部的溫(wen)度高于油(yóu)液中的溫(wēn)度，一般油(you)封工作時(shí)其唇緣的(de)溫度高于(yú)工作介質(zhì)溫度20~50℃。随着(zhe)轉速增高(gāo)，壓力增加(jiā)密封唇口(kǒu)處的溫度(du)也随之上(shang)升。另外，帶(dài)有防塵唇(chun)的油封，比(bi)無防塵唇(chun)的油封會(hui)出現高于(yu)20℃的過高溫(wen)度。當超過(guò)容許溫度(dù)時會縮短(duan)油封的工(gong)作壽命，造(zào)成密封唇(chun)過早永久(jiǔ)性硬化，以(yi)及磨損加(jia)大。油封的(de)工作溫度(du)範圍與油(you)封使用的(de)材料有關(guān)：材料為丁(ding)晴橡膠（NBR）時(shí)為-40~120℃，亞力克(kè)橡膠（ACM）-30~180℃，氟橡(xiang)膠（FPM）-25~300℃。

3、壓力：油(yóu)封主要用(yòng)于無壓或(huò)者在微壓(ya)的條件下(xia)使用，最大(dà)工作壓力(li)0.02～0.05Mpa。當工作壓(yā)力超過這(zhe)個值時應(yīng)選用耐壓(ya)型油封。

4、防(fang)塵：為防止(zhǐ)污染物、灰(huī)塵、和濕氣(qì)等從空氣(qì)側進入密(mì)封腔體内(nèi)，建議使用(yong)帶有防塵(chén)唇的油封(feng)。如果污染(rǎn)物侵入嚴(yan)重建議采(cai)用2個油封(fēng)，以串聯方(fāng)式一前一(yī)後安裝。

十(shí)一、油封安(an)裝部分的(de)設計

軸的(de)設計：1、表面(miàn)粗糙度，由(you)于軸的速(su)度與油量(liàng)不同，一般(bān)軸的粗糙(cāo)度過大或(huò)過小，都會(huì)影響到油(you)封的洩漏(lou)與磨損。軸(zhou)的表面粗(cu)糙度容許(xu)範圍為Rz1.0～5.0μm ；Ra0.2～0.8μm。對(dui)旋轉軸用(yòng)油封，取2.5～1.6μmRz。2、硬(ying)度，旋轉軸(zhou)的表面硬(yìng)度一般取(qu)≥35HRC。當介質較(jiao)髒，有來自(zì)外界的污(wu)染雜質，或(huo)軸表速度(du)>12m/s 時，軸表面(miàn)硬度應為(wéi)55HRC以上，軸表(biao)面淬火層(céng)深度>0.mm。3、軸的(de)倒角，推薦(jiàn)值15°~30° ,;以能讓(rang)油封确實(shí)裝入，不損(sun)傷油封唇(chún)緣為原則(zé)。4、軸的加工(gōng)，正确的軸(zhóu)加工是保(bǎo)證密封系(xì)統正常工(gōng)作的決定(dìng)性因素，适(shì)宜的油封(feng)軸加工方(fang)法是橫向(xiàng)給進精研(yán)磨，金剛砂(sha)紙磨光。不(bu)适宜的加(jia)工方法是(shì)在車床上(shang)精加工，超(chāo)精加工，滾(gǔn)光加工，金(jīn)剛砂紙磨(mó)光（砂紙在(zai)軸向移動(dong)磨光）。5、軸的(de)材料，主要(yao)是普通碳(tan)素結構鋼(gāng)，如C35和C45，另外(wài)還有鑄鐵(tiě)，陶瓷類，樹(shu)脂塑料，但(dan)後三種材(cái)料的軸對(duì)油封的密(mi)封都有缺(quē)陷。

腔體的(de)設計：1、表面(mian)粗糙度，及(jí)直徑公差(chà)見下表。