油(yóu)封詳解（一）

一、什麼(me)是油封

油封是用(yòng)于密封機械設備(bei)中旋轉軸的封油(you)用密封元件，而腔(qiāng)體基本上是靜止(zhi)的（見下圖），所以油(you)封又稱旋轉軸唇(chún)形密封圈。油封使(shǐ)用部位

機械的摩(mó)擦部分由于在機(jī)械運轉時有油進(jìn)入，為防止這些油(you)從機械的間隙中(zhong)洩漏而使用油封(fēng)，并且除了油以外(wài)還需要防止水與(yǔ)化學藥液的洩漏(lòu)以及塵埃及土砂(shā)從外部侵入，這時(shí)候也要用到油封(feng)

油封的密封狀态(tài)，一是油封外緣和(he)腔體之間為靜态(tài)密封，同時保證油(yóu)封外緣在腔體之(zhī)間的可靠定位。二(èr)是油封密封唇和(he)軸之間的密封狀(zhuàng)态，當軸旋轉時為(wéi)動态密封，當軸靜(jìng)止時為靜态密封(fēng)。各種影響因素的(de)綜合作用及其相(xiang)互作用，都對油封(fēng)的密封性能和使(shi)用壽命産生了很(hěn)大影響。

二、油封的(de)主要用途

用于發(fa)動機曲軸和凸輪(lun)軸的密封

小汽車(chē)，摩托車和商用車(che)輛等傳動系統（如(ru)齒輪箱、輪毂、橋軸(zhou)、差速器）的密封

鏟(chǎn)車，挖掘機等農業(yè)機械和工程機械(xie)傳動系統的密封(feng)

工業用齒輪箱的(de)密封

液壓元件（泵(bèng)，馬達）的密封

日用(yong)機械洗衣機的密(mì)封

廣泛用于機械(xiè)工程和設備加工(gōng)工業

三、油封的主(zhu)要特點

油封外部(bù)為圓筒形用來保(bǎo)證對腔體的靜态(tài)密封-采用内包金(jīn)屬骨架的橡膠外(wài)緣；采用外露金屬(shu)骨架的外緣，大多(duō)需要抛光和鍍敷(fu)防腐塗層。

裝有彈(dan)簧的密封唇保證(zhèng)軸的動态和靜态(tài)密封的密封可靠(kào)性。經過長期開發(fa)研究的結果，油封(feng)的密封唇結構提(tí)高到極佳的性能(neng)，進而提高在更寬(kuan)的負荷範圍内的(de)密封可靠性

添加(jiā)防塵唇，或者在特(te)殊情況下采用的(de)多個防塵唇，可防(fang)止外界污染物和(hé)灰塵侵入

油封詳(xiáng)解（二）

四、油封各部(bu)位的作用

油封主(zhu)要由密封體、加強(qiang)骨架和自緊螺旋(xuan)彈簧等幾部分組(zǔ)成。密封體按照不(bu)同部位又分為底(di)部、腰部、刃口和密(mì)封唇等。下圖是：帶(dài)彈簧并附有防塵(chén)唇的内包骨架油(you)封各部位主要名(ming)稱和術語。油封使(shi)用部位

金屬骨架(jià)就如同混凝土構(gou)件裡面的鋼筋，起(qǐ)到加強的作用，并(bing)使油封能保持形(xíng)狀及張力。通常，在(zài)自由狀态下的骨(gǔ)架油封，其内徑比(bǐ)軸徑小，即具有一(yī)定的“過盈量”。因此(cǐ)，當油封裝入油封(feng)座和軸上之後，油(yóu)封刃口的壓力和(hé)自緊螺旋彈簧的(de)收縮力對軸産生(shēng)一定的徑向緊力(lì)，經過一段時間運(yùn)行後，該壓力會迅(xun)速減小乃至消失(shi)，因而，加上彈簧可(ke)以随時補償油封(fēng)自緊力，

油封外緣(yuan)使油封在腔體孔(kǒng)内固定的同時，起(qǐ)防止流體從油封(fēng)外周面與腔體内(nei)表面的接觸面之(zhi)間洩漏及侵入的(de)作用。另外金屬骨(gǔ)架是當油封固定(ding)在腔體内時，起保(bao)持配合力的作用(yòng)。

密封唇部是柔性(xing)彈性體，設計成對(duì)機械的震動及密(mì)封流體的壓力變(biàn)動的影響下仍可(kě)保持穩定的密封(fēng)作用，并起到保持(chi)唇部與軸表面穩(wen)定接觸狀态的作(zuò)用。彈簧可提高密(mi)封唇向軸的壓緊(jǐn)力，起維持此壓緊(jin)力的作用。唇端部(bù)被制作成斜锲形(xíng)狀，在端部處按壓(yā)軸表面，起密封流(liu)體的作用。

防塵唇(chun)是沒有與彈簧連(lián)接的副唇，起防止(zhǐ)塵埃侵入的作用(yong)。

五、油封的主要型(xing)式

油封的各種不(bu)同型式，請參見：常(cháng)用油封結構型式(shì)；常見NOK标準油封型(xing)式。附圖：油封外緣(yuan)的各種設計型式(shì)

六、油封的密封機(ji)理

油封的密封機(ji)理涉及兩個因素(sù)，一個是腔體的密(mi)封，主要是油封外(wai)緣（靜态部件）在腔(qiang)體中的定位；二是(shì)密封唇口與旋轉(zhuan)軸表面接觸的動(dong)态密封，這是油封(fēng)的最重要功能。附(fù)下圖：油封密封唇(chun)口與旋轉軸表面(mian)接觸區。

  油封的外(wai)緣為了保證油封(feng)在腔體的靜态密(mì)封和孔内的穩固(gu)定位，并且容易裝(zhuang)配。一般為橡膠材(cai)質包覆金屬骨架(jià)，把橡膠彈性體的(de)可靠靜态密封能(neng)力和金屬骨架支(zhī)持定位的優點結(jie)合為一體。油封的(de)外緣設計有倒角(jiǎo)，以便于裝配。另有(you)油封在外緣上設(she)計溝槽可以增加(jiā)附着力，避免油封(feng)後退和歪斜的危(wēi)險，也加大了壓配(pèi)合公差，可提高油(you)封靜态密封的可(ke)靠性。外緣設計為(wei)金屬外骨架的油(you)封适用于要求在(zài)腔體中安裝特别(bié)牢固和精确的場(chang)合，要注意的是當(dang)油封座孔内表面(miàn)糙時應當塗覆密(mi)封膠，在密封座處(chù)可以使用密封劑(ji)。

油封的密封唇接(jie)觸區的密封機理(lǐ)對油封所起的密(mi)封功能具有極其(qí)重要的意義，它取(qu)決于：密封唇的設(shè)計；彈性材料的結(jié)構；軸表面的粗糙(cāo)度等。密封唇的徑(jing)向力、密封唇的角(jiǎo)度設計和唇尖與(yu)彈簧中心的距離(li)設計的綜合作用(yòng)，産生了一種對軸(zhou)面不對稱分布的(de)接觸壓力：在油側(ce)壓力最大并陡升(sheng)增加；在空氣側壓(yā)力呈小角度衰減(jian)。在過盈量（密封唇(chun)的内徑在自由狀(zhuàng)态、無負荷情況下(xia)設計為比軸的直(zhí)徑略小）的配合下(xia)，接觸壓力的這種(zhong)不對稱分布，與旋(xuán)轉軸産生的圓周(zhōu)環形緊箍力的聯(lián)合作用，導緻密封(feng)唇接觸區的結構(gou)特性變形。這種密(mi)封彈性體變形結(jié)構是油封試運轉(zhuan)時形成的，對密封(feng)性能起着決定性(xìng)作用（因此，油封需(xu)要一個試運轉的(de)磨合期）。螺旋線的(de)影響加上軸的旋(xuán)轉，由這種變形構(gòu)造産生向油側的(de)泵吸作用。

油封詳(xiáng)解（四）

七、油封的原(yuán)材料

油封的骨架(jià)和彈簧是金屬制(zhì)作，密封唇口等主(zhǔ)要部分為橡膠。油(yóu)封根據使用環境(jìng)，可以用不同的橡(xiang)膠進行生産，以滿(man)足密封的性能和(hé)要求。最常用的耐(nai)油橡膠是丁腈橡(xiang)膠，丁腈橡膠為目(mu)前油封及O型圈使(shi)用最普遍的橡膠(jiao)之一。可說是目前(qian)用途最廣、成本最(zuì)低的橡膠密封件(jian)。制造油封常用的(de)還有聚丙酸酯橡(xiàng)膠、矽橡膠、氟橡膠(jiāo)和聚四氟乙烯等(děng)。各種橡膠的性能(néng)請參見：主要橡膠(jiāo)的種類與特長。附(fù)下圖：彈簧及金屬(shu)骨架材料的種類(lèi)及适用介質

八、油(yóu)封的密封介質

油(you)封所使用的場合(he)，其适用的密封介(jiè)質一般是礦物潤(rùn)滑油、潤滑脂和合(hé)成潤滑油、潤滑脂(zhi)。另外也可密封工(gong)業生産中使用的(de)DIN51524液壓油類，VDMA24317以及VDMA24320高(gao)阻燃液壓油類，低(di)潤滑特性的矽油(yóu)類。在特殊情況下(xia)也可密封潤滑性(xing)低的酸類，堿類，有(yǒu)機溶劑類等腐蝕(shi)性介質。

通常采用(yòng)氟橡膠材料的油(you)封其耐腐蝕性，耐(nai)高溫性都要比NBR材(cái)質的好，在無潤滑(huá)、純幹燥和多介質(zhì)的條件下建議采(cǎi)用PTFE密封唇制作的(de)油封，其密封唇有(yǒu)足夠的潤滑能力(li)，大大降低唇緣的(de)磨損。單個油封不(bu)宜密封兩種不同(tóng)的介質，大量的化(huà)學物質增加了對(duì)于油封材質性能(néng)的影響，油封對密(mi)封介質的相容性(xing)應該通過實驗室(shi)試驗來确定。附下(xià)圖：油封用不同橡(xiang)膠對密封介質的(de)适應性

  密封介質(zhi)的污染可能是腔(qiang)體鑄件制作過程(cheng)遺留的鑄砂殘留(liu)物；或者從旋轉元(yuan)件因摩擦磨損産(chan)生的顆粒物。例如(rú)渦輪齒輪箱中的(de)青銅渦輪的磨損(sǔn)物；或者由腐蝕性(xing)介質産生的産物(wu)。為防止密封介質(zhì)的污染對密封特(tè)性的負面影響，一(yī)定要注意盡量保(bao)持腔體清潔。

九、對(duì)油封的主要要求(qiú)

1、密封性好

2、可靠性(xing)高

3、易于裝配

4、與被(bèi)密封介質相容

5、低(di)摩擦

油封詳解（五(wu)）

十、油封的選擇影(yǐng)響因素

為了充分(fen)發揮油封的功能(neng)，必須根據使用條(tiáo)件選定最合适的(de)型式與材料。這裡(li)就主要的影響因(yin)素作一簡述。

1、軸的(de)表面線速度：在同(tong)一直徑條件下，不(bú)同材料制造的油(you)封，适應軸面旋轉(zhuǎn)線速度的能力不(bu)同，其關系如下圖(tú)所示。油封使用的(de)線速度範圍一般(ban)小于15m/s, 下圖給出的(de)容許的軸的表面(miàn)線速度是參考值(zhi)，滿意的潤滑和良(liáng)好的散熱條件才(cái)是決定性因素。相(xiàng)應較低的數據，适(shì)用于更為苛刻的(de)條件。

  2、溫度：由于旋(xuan)轉軸表面與油封(feng)的密封唇部産生(shēng)摩擦，所以密封唇(chun)口部的溫度高于(yú)油液中的溫度，一(yī)般油封工作時其(qi)唇緣的溫度高于(yu)工作介質溫度20~50℃。随(suí)着轉速增高，壓力(li)增加密封唇口處(chu)的溫度也随之上(shàng)升。另外，帶有防塵(chén)唇的油封，比無防(fang)塵唇的油封會出(chu)現高于20℃的過高溫(wēn)度。當超過容許溫(wēn)度時會縮短油封(fēng)的工作壽命，造成(cheng)密封唇過早永久(jiǔ)性硬化，以及磨損(sǔn)加大。油封的工作(zuò)溫度範圍與油封(feng)使用的材料有關(guan)：材料為丁晴橡膠(jiāo)（NBR）時為-40~120℃，亞力克橡膠(jiāo)（ACM）-30~180℃，氟橡膠（FPM）-25~300℃。

3、壓力：油封(fēng)主要用于無壓或(huò)者在微壓的條件(jiàn)下使用，最大工作(zuò)壓力0.02～0.05Mpa。當工作壓力(li)超過這個值時應(ying)選用耐壓型油封(fēng)。

4、防塵：為防止污染(rǎn)物、灰塵、和濕氣等(děng)從空氣側進入密(mì)封腔體内，建議使(shi)用帶有防塵唇的(de)油封。如果污染物(wù)侵入嚴重建議采(cai)用2個油封，以串聯(lian)方式一前一後安(ān)裝。

十一、油封安裝(zhuāng)部分的設計

軸的(de)設計：1、表面粗糙度(du)，由于軸的速度與(yu)油量不同，一般軸(zhóu)的粗糙度過大或(huo)過小，都會影響到(dao)油封的洩漏與磨(mó)損。軸的表面粗糙(cao)度容許範圍為Rz1.0～5.0μm ；Ra0.2～0.8μm。對(duì)旋轉軸用油封，取(qǔ)2.5～1.6μmRz。2、硬度，旋轉軸的表(biao)面硬度一般取≥35HRC。當(dang)介質較髒，有來自(zi)外界的污染雜質(zhì)，或軸表速度>12m/s 時，軸(zhóu)表面硬度應為55HRC以(yi)上，軸表面淬火層(ceng)深度>0.mm。3、軸的倒角，推(tuī)薦值15°~30° ,;以能讓油封(fēng)确實裝入，不損傷(shang)油封唇緣為原則(zé)。4、軸的加工，正确的(de)軸加工是保證密(mi)封系統正常工作(zuò)的決定性因素，适(shì)宜的油封軸加工(gong)方法是橫向給進(jin)精研磨，金剛砂紙(zhǐ)磨光。不适宜的加(jiā)工方法是在車床(chuáng)上精加工，超精加(jiā)工，滾光加工，金剛(gang)砂紙磨光（砂紙在(zai)軸向移動磨光）。5、軸(zhou)的材料，主要是普(pǔ)通碳素結構鋼，如(rú)C35和C45，另外還有鑄鐵(tiě)，陶瓷類，樹脂塑料(liào)，但後三種材料的(de)軸對油封的密封(fēng)都有缺陷。

腔體的(de)設計：1、表面粗糙度(du)，及直徑公差見下(xià)表。