油封(fēng)詳解（一）

一(yi)、什麼是油(you)封

油封是(shì)用于密封(feng)機械設備(bèi)中旋轉軸(zhou)的封油用(yong)密封元件(jiàn)，而腔體基(jī)本上是靜(jìng)止的（見下(xia)圖），所以油(yóu)封又稱旋(xuan)轉軸唇形(xing)密封圈。油(you)封使用部(bu)位

機械的(de)摩擦部分(fèn)由于在機(ji)械運轉時(shi)有油進入(rù)，為防止這(zhè)些油從機(jī)械的間隙(xi)中洩漏而(ér)使用油封(feng)，并且除了(le)油以外還(hai)需要防止(zhǐ)水與化學(xue)藥液的洩(xiè)漏以及塵(chén)埃及土砂(sha)從外部侵(qīn)入，這時候(hòu)也要用到(dào)油封

油封(feng)的密封狀(zhuàng)态，一是油(yóu)封外緣和(he)腔體之間(jiān)為靜态密(mì)封，同時保(bao)證油封外(wai)緣在腔體(ti)之間的可(kě)靠定位。二(èr)是油封密(mi)封唇和軸(zhou)之間的密(mì)封狀态，當(dāng)軸旋轉時(shí)為動态密(mì)封，當軸靜(jing)止時為靜(jìng)态密封。各(ge)種影響因(yin)素的綜合(he)作用及其(qí)相互作用(yong)，都對油封(feng)的密封性(xìng)能和使用(yong)壽命産生(sheng)了很大影(ying)響。

二、油封(fēng)的主要用(yong)途

用于發(fā)動機曲軸(zhou)和凸輪軸(zhou)的密封

小(xiao)汽車，摩托(tuo)車和商用(yòng)車輛等傳(chuan)動系統（如(rú)齒輪箱、輪(lún)毂、橋軸、差(cha)速器）的密(mi)封

鏟車，挖(wā)掘機等農(nong)業機械和(he)工程機械(xie)傳動系統(tong)的密封

工(gong)業用齒輪(lún)箱的密封(feng)

液壓元件(jiàn)（泵，馬達）的(de)密封

日用(yòng)機械洗衣(yi)機的密封(feng)

廣泛用于(yu)機械工程(chéng)和設備加(jiā)工工業

三(san)、油封的主(zhu)要特點

油(yóu)封外部為(wei)圓筒形用(yòng)來保證對(duì)腔體的靜(jing)态密封-采(cǎi)用内包金(jīn)屬骨架的(de)橡膠外緣(yuán)；采用外露(lù)金屬骨架(jià)的外緣，大(dà)多需要抛(pāo)光和鍍敷(fu)防腐塗層(ceng)。

裝有彈簧(huáng)的密封唇(chún)保證軸的(de)動态和靜(jing)态密封的(de)密封可靠(kao)性。經過長(zhang)期開發研(yán)究的結果(guo)，油封的密(mi)封唇結構(gòu)提高到極(ji)佳的性能(neng)，進而提高(gāo)在更寬的(de)負荷範圍(wei)内的密封(feng)可靠性

添(tian)加防塵唇(chun)，或者在特(tè)殊情況下(xià)采用的多(duō)個防塵唇(chún)，可防止外(wai)界污染物(wu)和灰塵侵(qīn)入

油封詳(xiang)解（二）

四、油(you)封各部位(wèi)的作用

油(yóu)封主要由(you)密封體、加(jia)強骨架和(he)自緊螺旋(xuan)彈簧等幾(jǐ)部分組成(chéng)。密封體按(àn)照不同部(bu)位又分為(wei)底部、腰部(bù)、刃口和密(mi)封唇等。下(xia)圖是：帶彈(dàn)簧并附有(you)防塵唇的(de)内包骨架(jià)油封各部(bù)位主要名(míng)稱和術語(yu)。油封使用(yòng)部位

金屬(shu)骨架就如(rú)同混凝土(tu)構件裡面(mian)的鋼筋，起(qǐ)到加強的(de)作用，并使(shǐ)油封能保(bao)持形狀及(jí)張力。通常(chang)，在自由狀(zhuàng)态下的骨(gǔ)架油封，其(qí)内徑比軸(zhou)徑小，即具(ju)有一定的(de)“過盈量”。因(yin)此，當油封(feng)裝入油封(feng)座和軸上(shang)之後，油封(feng)刃口的壓(yā)力和自緊(jǐn)螺旋彈簧(huang)的收縮力(lì)對軸産生(sheng)一定的徑(jing)向緊力，經(jing)過一段時(shí)間運行後(hòu)，該壓力會(huì)迅速減小(xiao)乃至消失(shi)，因而，加上(shàng)彈簧可以(yǐ)随時補償(cháng)油封自緊(jin)力，

油封外(wai)緣使油封(feng)在腔體孔(kǒng)内固定的(de)同時，起防(fáng)止流體從(cong)油封外周(zhou)面與腔體(tǐ)内表面的(de)接觸面之(zhi)間洩漏及(jí)侵入的作(zuo)用。另外金(jīn)屬骨架是(shi)當油封固(gu)定在腔體(tǐ)内時，起保(bǎo)持配合力(li)的作用。

密(mi)封唇部是(shì)柔性彈性(xing)體，設計成(cheng)對機械的(de)震動及密(mi)封流體的(de)壓力變動(dòng)的影響下(xia)仍可保持(chí)穩定的密(mi)封作用，并(bing)起到保持(chi)唇部與軸(zhóu)表面穩定(dìng)接觸狀态(tai)的作用。彈(dan)簧可提高(gao)密封唇向(xiàng)軸的壓緊(jǐn)力，起維持(chí)此壓緊力(lì)的作用。唇(chún)端部被制(zhì)作成斜锲(qiè)形狀，在端(duān)部處按壓(ya)軸表面，起(qi)密封流體(tǐ)的作用。

防(fang)塵唇是沒(mei)有與彈簧(huang)連接的副(fù)唇，起防止(zhǐ)塵埃侵入(rù)的作用。

五(wǔ)、油封的主(zhǔ)要型式

油(you)封的各種(zhong)不同型式(shì)，請參見：常(chang)用油封結(jie)構型式；常(cháng)見NOK标準油(yóu)封型式。附(fù)圖：油封外(wai)緣的各種(zhong)設計型式(shì)

六、油封的(de)密封機理(lǐ)

油封的密(mi)封機理涉(shè)及兩個因(yīn)素，一個是(shi)腔體的密(mi)封，主要是(shi)油封外緣(yuán)（靜态部件(jiàn)）在腔體中(zhōng)的定位；二(er)是密封唇(chun)口與旋轉(zhuǎn)軸表面接(jiē)觸的動态(tài)密封，這是(shì)油封的最(zuì)重要功能(néng)。附下圖：油(yóu)封密封唇(chún)口與旋轉(zhuǎn)軸表面接(jie)觸區。

  油封(feng)的外緣為(wei)了保證油(yóu)封在腔體(tǐ)的靜态密(mì)封和孔内(nei)的穩固定(dìng)位，并且容(róng)易裝配。一(yi)般為橡膠(jiāo)材質包覆(fu)金屬骨架(jià)，把橡膠彈(dan)性體的可(kě)靠靜态密(mi)封能力和(he)金屬骨架(jia)支持定位(wèi)的優點結(jié)合為一體(ti)。油封的外(wài)緣設計有(you)倒角，以便(biàn)于裝配。另(ling)有油封在(zài)外緣上設(shè)計溝槽可(ke)以增加附(fù)着力，避免(miǎn)油封後退(tui)和歪斜的(de)危險，也加(jiā)大了壓配(pèi)合公差，可(ke)提高油封(fēng)靜态密封(fēng)的可靠性(xìng)。外緣設計(ji)為金屬外(wai)骨架的油(you)封适用于(yú)要求在腔(qiang)體中安裝(zhuang)特别牢固(gu)和精确的(de)場合，要注(zhù)意的是當(dang)油封座孔(kǒng)内表面糙(cāo)時應當塗(tú)覆密封膠(jiao)，在密封座(zuo)處可以使(shǐ)用密封劑(ji)。

油封的密(mì)封唇接觸(chu)區的密封(feng)機理對油(yóu)封所起的(de)密封功能(neng)具有極其(qi)重要的意(yi)義，它取決(jué)于：密封唇(chún)的設計；彈(dan)性材料的(de)結構；軸表(biǎo)面的粗糙(cao)度等。密封(feng)唇的徑向(xiàng)力、密封唇(chún)的角度設(shè)計和唇尖(jiān)與彈簧中(zhōng)心的距離(lí)設計的綜(zong)合作用，産(chan)生了一種(zhǒng)對軸面不(bú)對稱分布(bù)的接觸壓(ya)力：在油側(ce)壓力最大(da)并陡升增(zeng)加；在空氣(qì)側壓力呈(chéng)小角度衰(shuai)減。在過盈(ying)量（密封唇(chún)的内徑在(zai)自由狀态(tai)、無負荷情(qing)況下設計(jì)為比軸的(de)直徑略小(xiǎo)）的配合下(xia)，接觸壓力(lì)的這種不(bu)對稱分布(bù)，與旋轉軸(zhóu)産生的圓(yuán)周環形緊(jǐn)箍力的聯(lián)合作用，導(dǎo)緻密封唇(chún)接觸區的(de)結構特性(xìng)變形。這種(zhong)密封彈性(xìng)體變形結(jie)構是油封(fēng)試運轉時(shi)形成的，對(duì)密封性能(neng)起着決定(ding)性作用（因(yin)此，油封需(xu)要一個試(shì)運轉的磨(mo)合期）。螺旋(xuán)線的影響(xiǎng)加上軸的(de)旋轉，由這(zhè)種變形構(gou)造産生向(xiàng)油側的泵(beng)吸作用。

油(you)封詳解（四(sì)）

七、油封的(de)原材料

油(you)封的骨架(jia)和彈簧是(shi)金屬制作(zuo)，密封唇口(kou)等主要部(bù)分為橡膠(jiao)。油封根據(jù)使用環境(jing)，可以用不(bú)同的橡膠(jiao)進行生産(chǎn)，以滿足密(mi)封的性能(neng)和要求。最(zuì)常用的耐(nài)油橡膠是(shi)丁腈橡膠(jiāo)，丁腈橡膠(jiāo)為目前油(you)封及O型圈(quan)使用最普(pǔ)遍的橡膠(jiāo)之一。可說(shuo)是目前用(yòng)途最廣、成(chéng)本最低的(de)橡膠密封(fēng)件。制造油(you)封常用的(de)還有聚丙(bing)酸酯橡膠(jiao)、矽橡膠、氟(fu)橡膠和聚(ju)四氟乙烯(xī)等。各種橡(xiàng)膠的性能(néng)請參見：主(zhu)要橡膠的(de)種類與特(tè)長。附下圖(tú)：彈簧及金(jīn)屬骨架材(cai)料的種類(lèi)及适用介(jiè)質

八、油封(feng)的密封介(jie)質

油封所(suǒ)使用的場(chang)合，其适用(yong)的密封介(jie)質一般是(shi)礦物潤滑(huá)油、潤滑脂(zhī)和合成潤(run)滑油、潤滑(hua)脂。另外也(yě)可密封工(gong)業生産中(zhong)使用的DIN51524液(ye)壓油類，VDMA24317以(yǐ)及VDMA24320高阻燃(ran)液壓油類(lei)，低潤滑特(tè)性的矽油(yóu)類。在特殊(shu)情況下也(yě)可密封潤(rùn)滑性低的(de)酸類，堿類(lèi)，有機溶劑(jì)類等腐蝕(shí)性介質。

通(tong)常采用氟(fu)橡膠材料(liao)的油封其(qí)耐腐蝕性(xìng)，耐高溫性(xìng)都要比NBR材(cai)質的好，在(zài)無潤滑、純(chun)幹燥和多(duo)介質的條(tiao)件下建議(yi)采用PTFE密封(fēng)唇制作的(de)油封，其密(mì)封唇有足(zu)夠的潤滑(huá)能力，大大(dà)降低唇緣(yuan)的磨損。單(dān)個油封不(bú)宜密封兩(liǎng)種不同的(de)介質，大量(liang)的化學物(wu)質增加了(le)對于油封(fēng)材質性能(neng)的影響，油(you)封對密封(fēng)介質的相(xiàng)容性應該(gāi)通過實驗(yan)室試驗來(lái)确定。附下(xia)圖：油封用(yong)不同橡膠(jiao)對密封介(jie)質的适應(yīng)性

  密封介(jiè)質的污染(ran)可能是腔(qiang)體鑄件制(zhi)作過程遺(yi)留的鑄砂(sha)殘留物；或(huo)者從旋轉(zhuan)元件因摩(mo)擦磨損産(chan)生的顆粒(li)物。例如渦(wo)輪齒輪箱(xiāng)中的青銅(tóng)渦輪的磨(mó)損物；或者(zhě)由腐蝕性(xìng)介質産生(sheng)的産物。為(wei)防止密封(fēng)介質的污(wū)染對密封(feng)特性的負(fù)面影響，一(yi)定要注意(yi)盡量保持(chi)腔體清潔(jié)。

九、對油封(feng)的主要要(yào)求

1、密封性(xing)好

2、可靠性(xing)高

3、易于裝(zhuang)配

4、與被密(mi)封介質相(xiang)容

5、低摩擦(ca)

油封詳解(jie)（五）

十、油封(fēng)的選擇影(ying)響因素

為(wéi)了充分發(fā)揮油封的(de)功能，必須(xū)根據使用(yòng)條件選定(ding)最合适的(de)型式與材(cái)料。這裡就(jiù)主要的影(ying)響因素作(zuo)一簡述。

1、軸(zhóu)的表面線(xian)速度：在同(tóng)一直徑條(tiao)件下，不同(tóng)材料制造(zao)的油封，适(shi)應軸面旋(xuan)轉線速度(dù)的能力不(bú)同，其關系(xi)如下圖所(suǒ)示。油封使(shǐ)用的線速(su)度範圍一(yī)般小于15m/s, 下(xia)圖給出的(de)容許的軸(zhóu)的表面線(xian)速度是參(can)考值，滿意(yi)的潤滑和(he)良好的散(sàn)熱條件才(cai)是決定性(xing)因素。相應(ying)較低的數(shu)據，适用于(yú)更為苛刻(kè)的條件。

  2、溫(wen)度：由于旋(xuán)轉軸表面(miàn)與油封的(de)密封唇部(bu)産生摩擦(ca)，所以密封(feng)唇口部的(de)溫度高于(yu)油液中的(de)溫度，一般(ban)油封工作(zuo)時其唇緣(yuán)的溫度高(gao)于工作介(jie)質溫度20~50℃。随(sui)着轉速增(zeng)高，壓力增(zēng)加密封唇(chun)口處的溫(wen)度也随之(zhi)上升。另外(wai)，帶有防塵(chen)唇的油封(feng)，比無防塵(chén)唇的油封(fēng)會出現高(gāo)于20℃的過高(gao)溫度。當超(chao)過容許溫(wēn)度時會縮(suo)短油封的(de)工作壽命(ming)，造成密封(feng)唇過早永(yong)久性硬化(huà)，以及磨損(sǔn)加大。油封(feng)的工作溫(wen)度範圍與(yǔ)油封使用(yòng)的材料有(yǒu)關：材料為(wéi)丁晴橡膠(jiāo)（NBR）時為-40~120℃，亞力(li)克橡膠（ACM）-30~180℃，氟(fú)橡膠（FPM）-25~300℃。

3、壓力(lì)：油封主要(yào)用于無壓(yā)或者在微(wēi)壓的條件(jian)下使用，最(zui)大工作壓(yā)力0.02～0.05Mpa。當工作(zuo)壓力超過(guò)這個值時(shí)應選用耐(nài)壓型油封(fēng)。

4、防塵：為防(fang)止污染物(wu)、灰塵、和濕(shi)氣等從空(kōng)氣側進入(ru)密封腔體(tǐ)内，建議使(shǐ)用帶有防(fáng)塵唇的油(you)封。如果污(wu)染物侵入(ru)嚴重建議(yi)采用2個油(yóu)封，以串聯(lián)方式一前(qian)一後安裝(zhuang)。

十一、油封(feng)安裝部分(fèn)的設計

軸(zhóu)的設計：1、表(biao)面粗糙度(du)，由于軸的(de)速度與油(you)量不同，一(yi)般軸的粗(cū)糙度過大(dà)或過小，都(dōu)會影響到(dào)油封的洩(xie)漏與磨損(sun)。軸的表面(miàn)粗糙度容(rong)許範圍為(wei)Rz1.0～5.0μm ；Ra0.2～0.8μm。對旋轉軸(zhóu)用油封，取(qǔ)2.5～1.6μmRz。2、硬度，旋轉(zhuǎn)軸的表面(miàn)硬度一般(bān)取≥35HRC。當介質(zhi)較髒，有來(lái)自外界的(de)污染雜質(zhi)，或軸表速(sù)度>12m/s 時，軸表(biao)面硬度應(yīng)為55HRC以上，軸(zhou)表面淬火(huo)層深度>0.mm。3、軸(zhou)的倒角，推(tui)薦值15°~30° ,;以能(neng)讓油封确(que)實裝入，不(bu)損傷油封(feng)唇緣為原(yuán)則。4、軸的加(jiā)工，正确的(de)軸加工是(shì)保證密封(fēng)系統正常(cháng)工作的決(jué)定性因素(sù)，适宜的油(you)封軸加工(gong)方法是橫(héng)向給進精(jing)研磨，金剛(gang)砂紙磨光(guāng)。不适宜的(de)加工方法(fa)是在車床(chuang)上精加工(gōng)，超精加工(gong)，滾光加工(gong)，金剛砂紙(zhi)磨光（砂紙(zhǐ)在軸向移(yi)動磨光）。5、軸(zhóu)的材料，主(zhu)要是普通(tong)碳素結構(gòu)鋼，如C35和C45，另(lìng)外還有鑄(zhu)鐵，陶瓷類(lèi)，樹脂塑料(liao)，但後三種(zhǒng)材料的軸(zhou)對油封的(de)密封都有(you)缺陷。

腔體(tǐ)的設計：1、表(biao)面粗糙度(dù)，及直徑公(gong)差見下表(biao)。