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油封的密封機理原材料以及密封介質是什么

文章出處:網責任編輯:作者:人氣:-發表時間:2020-06-17 14:48:00

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

1.密封機理

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

油封的外緣為了保證油封在腔體的靜態密封和孔內的穩固定位,并且容易裝配。一般為橡膠材質包覆金屬骨架,把橡膠彈性體的可靠靜態密封能力和金屬骨架支持定位的優點結合為一體。油封的外緣設計有倒角,以便于裝配。另有油封在外緣上設計溝槽可以增加附著力,避免油封后退和歪斜的危險,也加大了壓配合公差,可提高油封靜態密封的可靠性。外緣設計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精確的場合,要注意的是當油封座孔內表面糙時應當涂覆密封膠,在密封座處可以使用密封劑。

 

油封的密封唇接觸區的密封機理對油封所起的密封功能具有極其重要的意義,它取決于:密封唇的設計;彈性材料的結構;軸表面的粗糙度等。密封唇的徑向力、密封唇的角度設計和唇尖與彈簧中心的距離設計的綜合作用,產生了一種對軸面不對稱分布的接觸壓力:在油側壓力最大并陡升增加;在空氣側壓力呈小角度衰減。在過盈量(密封唇的內徑在自由狀態、無負荷情況下設計為比軸的直徑略小)的配合下,接觸壓力的這種不對稱分布,與旋轉軸產生的圓周環形緊箍力的聯合作用,導致密封唇接觸區的結構特性變形。這種密封彈性體變形結構是油封試運轉時形成的,對密封性能起著決定性作用(因此,油封需要一個試運轉的磨合期)。螺旋線的影響加上軸的旋轉,由這種變形構造產生向油側的泵吸作用。

2.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。油封根據使用環境,可以用不同的橡膠進行生產,以滿足密封的性能和要求。最常用的耐油橡膠是丁腈橡膠,丁腈橡膠為目前油封及O型圈使用最普遍的橡膠之一。

 

可說是目前用途最廣、成本最低的橡膠密封件。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。

3.密封介質

油封所使用的場合,其適用的密封介質一般是礦物潤滑油、潤滑脂和合成潤滑油、潤滑脂。另外也可密封工業生產中使用的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,有機溶劑類等腐蝕性介質。

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材質的好,在無潤滑、純干燥和多介質的條件下建議采用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,大量的化學物質增加了對于油封材質性能的影響,油封對密封介質的相容性應該通過實驗室試驗來確定。

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

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