骨架油封(Skeleton oil seal)
骨架油封是油封的典型代表,一般说的油封即指的是骨架油封。油封是用于密封油脂的机械元件,它将传动部件中需要润滑的部件与出力部件隔离,不至于让润滑油渗漏。油封的代表形式是骨架油封,这是一种橡胶完全包覆的带自紧弹簧的双唇油封,骨架油封是一般往复运动中的最常用的一种密封件,是防止液压油(润滑油)外泄或外部侵入的结构件。
密封原理(Sealing principle)
油封与轴之间存在着油封刃口控制的油膜,此油膜具有流体润滑特性,在液体表面张力的作用下,油膜的刚度恰好使油膜与空气接触端形成一个新月面,防止了工作介质的泄漏,从而实现旋转轴的密封。油封的密封能力,取决于密封面油膜的厚度,厚度过大,油封泄漏;厚度过小,可能发生干摩擦,引起油封和轴磨损;密封唇与轴之间没有油膜,则易引起发热、磨损。因此,在安装时,必须在密封圈上涂些油,同时保证骨架油封与轴心线垂直,若不垂直,油封的密封唇会把润滑油从轴上排干,也会导致密封唇的过度磨损。在运转中,壳体内的润滑剂微微渗出一点,以达到在密封面处形成油膜的状态最为理想。
结构组成(Structural components)
骨架油封结构有三部分组成,油封体、加强骨架和自紧螺旋弹簧。密封体按照不同部位又分为底部、腰部、刃口和密封唇等。通常,在自由状态下的骨架油封,其内径比轴径小,即具有一定的“过盈量”。因此,当油封装入油封座和轴上之后,油封刃口的压力和自紧螺旋弹簧的收缩力对轴产生一定的径向紧力,经过一段时间运行后,该压力会迅速减小乃至消失,因而,加上弹簧可以随时补偿油封自紧力。

油封的作用一般就是将传动部件中需要润滑的部件与外部环境隔离,不至于让润滑油渗漏。骨架就如同混凝土构件里面的钢筋,起到加强的作用,并使油封能保持形状及张力。按结构形式可分单唇骨架油封和双唇骨架油封,双唇骨架油封的副唇起防尘作用,防止外界的灰尘,杂质等进入机器内部。按骨架型式可分为内包骨架油封,外露骨架油封和装配式油封。按工作条件可分为旋转骨架油封和往返式骨架油封。用于汽油发动机曲轴,柴油发动机曲轴,变速箱,差速器,减震器,发动机,车桥等部位。
材质特性(Materials)
骨架油封由油封体、加强骨架和自紧螺旋弹簧组成,用于密封的部件是油封体,因此在没有特殊说明的情况下,骨架油封的材质通常指的都是油封体的材质,油封体的材质一般包括丁腈橡胶、氟橡胶和硅橡胶等,不同的材质应用场景不同,可依据不同的工况条件进行合理的选择。
丁腈橡胶:代号NBR,硬度70度,耐腐蚀及耐油性能好,耐温120度;
氟橡胶:代号FKM,硬度75度,耐腐耐油性能好,最高耐温200度;
硅胶:代号VMQ/SIL,硬度50度,耐油性一般,耐高温20度;
工作条件(Working conditions)
旋转速度: 0~25m/s.
工作压力: 0~0.05Mpa.
工作温度: -35~120℃.
密封介质:润滑油、润滑脂、水等
选型方法(Selectionmethod)
骨架油封的选型要素通常包括材质和尺寸,尺寸为内径*外径*高度(mm),也可提供样品,或者工作场景,由销售人员帮助选型。
注意事项(Matters needing attention)
(1)轴的转速由于设计和结构上的原因,高转速的轴应使用高速油封,低转速的轴使用低速油封,不能将低速油封用于高速轴上,反之也不行。
(2)环境温度在使用温度较高的情况下,应选用聚丙烯酯或硅、氟、硅氟橡胶。并应设法降低油箱中的油温。在使用温度过低的情况下,应选用耐寒橡胶。
(3)压力一般的油封承受压力能力差,压力过大时油封会变形。在压力过大的使用条件下应采用耐压支承圈或加强的耐压油封。
(4)安装上的偏心程度油封和轴配合时偏心过大,则其密封性会变差,特别是在轴转速高时尤为严重。如果偏心过大时,可采用“W”形断面的油封。
(5)轴的表面光洁度,直接影响油封的使用寿命,即轴的光洁度高,油封使用寿命就会长。
(6)注意在油封的唇口应有一定量的润滑油。
(7)要特别注意防止尘土浸入油封。
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