關于油封的一些知識

 油封徑向力是指油封裝在軸上時，唇口對軸所產生的抱緊力，這個力等于唇口的預張力、彈簧的箍緊力和密封介質的附加徑向力的總和，油封徑向力是控制油封質量的重要指標。

油封的徑向力必須選擇在適宜的范圍內，過大過小都會影響密封性能。當徑向力選取過小時，油封唇口對軸的接觸壓力太小，密封不住介質會造成泄漏；當徑向力選取過大時，油封唇口對軸的接觸壓大，會增加油封的摩擦扭矩和摩擦溫度，加速了唇口材料的老化而導致油封的時期損壞。因此徑向力必須選擇適當，能夠使油封唇與軸接觸面之間構成一種適宜厚度的油膜，保持一種良好的潤滑與摩擦狀態，以減少功耗，達到良好的密封效果和長久的工作壽命。

過盈量：一般來說，密封圈唇口的過盈量與徑向力約成正比關系，即過盈量大，徑向力就大；過盈量小徑向力也小。唇口的過盈量取小，雖對密封偶件的潤滑有利，但容易漏油；而過盈量取得太大又影響密封偶件間的油膜形成，使之磨損失效加快。

彈簧槽中心的位置（R）值：R值是指油封唇口與彈簧槽中心的軸向距離。該數值可認為是油封唇口與軸的理論接觸寬度。R值小，接觸寬度小，易使接觸主力呈集中分布，有利于控制穩定的油膜。R值過大，則接觸寬度大，不僅增加摩擦生熱，而且因主力分布平均，使油膜遭到破壞，形成流體潤滑狀態，造成漏油。據資料報道，R值的取值范圍在0.3—2.0內，軸徑越大，R值越大。當然，R值的選取也不能僅僅依據軸徑的大小來確定，也應當綜合考慮軸的運動速度（旋轉、往復）等因素。

油封腰部厚度和長度：油封的腰部能提供唇部徑向力的50%，所以它是保持油封徑向力的一個主要因素。腰部較薄、較長，能提高唇口與軸的跟隨力，這對高速旋轉或偏心較大的軸密封有利。但腰部太薄、太長，易出現變形，同時會減弱腰部的徑向力，造成漏油。因此，油封腰部厚度和長度應遵循以下原則來設計。

（1）、工作介質壓力時，應采用較厚的腰部厚度和較短的腰部長度。（2）、橡膠的硬度越高，模量和彈性越低，油封腰部厚度應當越薄，長度應當越短。

（3）、油封的公稱尺寸（內徑、高度）越大，腰部厚度也應當越厚。（4）、油封唇高增大，腰部厚度也應相應增大。也就是說，腰部厚度與長度也應當成一定的比例。

因為油封唇口部溫度上升是與磨擦系數、徑向力及軸速成正比。當軸速越大時，應盡量減小磨擦系數和徑向力，但磨擦系數愛橡膠材料和配方的限制，一般在0.2—0.4之間，不宜再減小。因此對于高速用的油封減小磨擦能，降低生熱以延長油封的使用壽命，其徑向力應選取小一點。相反，對磨擦系數小的油封可適當加大徑向力以提高油封唇的追隨能力。據此可以推薦高速油封的徑向力一般選取在100—150N/m之間為宜；低速用油封一般取值可略高一些?？傊畯较蛄x取在100—200N/m是比較適宜的。

不同硬度膠料的油封性能變化情況：

a、膠料硬度越高，制出的油封內徑越大。這是因為膠料收縮率不同的緣故，膠料硬度越高收縮率越小，因此制得的油封內徑就越大。（切唇時，盡量少切點）

b、膠料硬度越高的油封唇口接觸越小，這是因為硬度高的油封內徑大，同時受壓縮變化小的緣故。

C、膠料硬度與徑向力的關系 膠料硬度越高的油封其徑向力越大，試驗結果表明：油封不論加金屬彈簧或不加金屬彈簧都表明了這一規律。

d、泄漏試驗 用不同硬度的膠料制成的油封進行臺架試驗，可以明顯看出硬度過低或過高的油封在短時間內都發生了泄漏。這是因為硬度過低的膠料彈性模量小，油封的徑向力就小，因而密封性能比較差。而硬度過高的膠料彈性差，油封唇部追隨性能不好，因而也容易產生早期泄漏。硬度在65-75之間的油封有較好的密封性能，運轉時間長而不漏。

這證明油封膠料在此硬度范圍內，油封的各項性能是比較適宜的。其徑向力、接觸寬度、摩擦扭矩等性能都比較適宜，且膠料彈性好，唇口有較好的追隨能力。唇口與軸接觸面間能夠構成一種較好的潤滑與摩擦狀態，因而獲得了較好的密封效果。由此證明在一般條件下，普通油封的膠料硬度應選取在70±為宜。

骨架油封結構原理

骨架油封比較簡單，一般有三部分組成：油封體、加強骨架和自緊螺旋彈簧。密封體按照不同部位又分為底部、腰部、刃口和密封唇等。通常，在自由狀態下的骨架油封，其內徑比軸徑小，即具有一定的“過盈量”。因此，當油封裝入油封座和軸上之后，油封刃口的壓力和自緊螺旋彈簧的收縮力對軸產生一定的徑向緊力，經過一段時間運行后，該壓力會迅速減小乃至消失，因而，加上彈簧可以隨時補償油封自緊力。

密封原理：由于在油封與軸之間存在著油封刃口控制的油膜，此油膜具有流體潤滑特性。在液體表面張力的作用下，油膜的剛度恰好使油膜與空氣接觸端形成一個新月面，防止了工作介質的泄漏，從而實現旋轉軸的密封。油封的密封能力，取決于密封面油膜的厚度，厚度過大，油封泄漏；厚度過小，可能發生干摩擦，引起油封和軸磨損；密封唇與軸之間沒有油膜，則易引起發熱、磨損。

因此，在安裝時，必須在密封圈上涂些油，同時保證骨架油封與軸心線垂直，若不垂直，油封的密封唇會把潤滑油從軸上排干，也會導致密封唇的過度磨損。在運轉中，殼體內的潤滑劑微微滲出一點，以達到在密封面處形成油膜的狀態最為理想。

（文章來源：橡膠技術網）