油封密封及工作原理

汽车密封件有限公司介绍旋转轴油封的使用和安装要求1.概述2.油封密封原理3.油封的制造及注意事项4.油封的装配5.油封的检测6.油封漏油的原因及预防1.概述油封是用来防止液体或固体（润滑脂等）从系统中泄漏出来，或防止灰尘进入系统内的功能性零件；常见的油封种类有：旋转轴油封、往复式油封等2.旋转轴油封的密封原理油封的设计理论基本上由各油封厂家长期的经验积累而成，可分为两类:线密封和面密封；线密封油封唇口和轴之间是线接触，中间形成一层稳定的油膜。面密封即聚四氟乙烯油封（PTFE），上世纪晚期发展起来的新型密封理论：油封和轴之间是面接触。流体动力型橡胶唇形密封圈结构图2.1流体动力型橡胶唇形密封圈的密封机理油封橡胶唇口与旋转轴之间形成一条线状接触带,此带处的轴与橡胶之间形成一非常薄的均匀膜,厚度大约为2.5μm.油膜能将唇口与轴之间因相对运动而产生的摩擦热带走,使其润滑;又能在油膜的表面产生一定的张力,阻止润滑油的流出,形成密封.2.1流体动力型橡胶唇形密封圈的密封机理2.1.1我公司旋转轴唇形密封圈的特点1.油封外径油封外径密封面一般设计成波浪形,我们称之为外径密封筋,附胶层厚为0.8-1.3mm,与普通油封的附胶层要薄,在装配时可在外径上涂油,在密封筋凹槽形成一个润滑油槽,装配时就比较容易,并且能消除油封回弹现象,确保油封始终处在指定的正确位置,定位性好,该结构的油封在装配或拆卸所用的力比外径平面型结构所用的力要小的多.2.产品内径(1)付唇口油封付唇口在设计时,.间隙我们采用的是间隙配合,与基准轴在0.3-0.5mm,这样有助于工作过程中产生的热量挥发,不易在油封主.付唇口间产生真空而吸附灰尘和颗粒,减小油封的径向负荷,从而减少摩擦生热,避免因高温对主唇口的加快老化,并且降低了功率损失.2.1.1我公司旋转轴唇形密封圈的特点(2)主唇口油封主唇口,我们采用法国”微唇口油封”断面结构形式,其优点如下:----微唇口唇部尺寸小,使其能适应更多的场合;----腰部厚减小,使油封唇口对轴有良好的跟随性;----由于径向负荷减小,摩擦力矩可降低30%左右,能耗降低;----径向力减少,生热低;胶料老化程度减轻,唇口”积炭”现象减轻(“积碳”是油封渗漏的起因,”积碳”后油封唇口发生僵硬,造成油封唇口开裂,密封失败),另外,径向负荷和:积碳”的减小,会使油封本身和轴的磨损降低,从而提高使用寿命30%.在油封主唇口斜面设计有回油线,回油线具有液压泵吸作用,能及时将流入唇口部位的润滑油泵回油封一侧。起到了密封作用；同时泵回的油使唇口与轴的部位形成润滑油膜，使唇口磨损减少，延长油封的使用寿命，并且回油线离唇口尖点有0.02mm的距离,用模压工艺成型,确保油封唇口在静态不渗漏。2.1.1我公司旋转轴唇形密封圈的特点模压唇口成型唇口由模具直接硫化成型，其结构尺寸稳定能够模压出最优的回油线，唇口与轴之间形成了完整的密封带，封油效果好.附:切唇口唇口依靠刀具加工而成，因此，其结构参数随切唇工艺变化而不稳定，且对设备精度要求高不能形成完整的回油线（如图）,在静态,易产生渗漏.2.1.2材料的选用骨架：骨架一般选用低碳钢，我们一般采用08Al，特殊情况下可采用不锈钢。油封弹簧一般情况下,弹簧材料选用70钢或XC70钢,特殊情况下选用不锈钢丝,根据使用工矿的不同,可设计出不同规格的弹簧,并明确规定了不同规格的弹簧在伸长5%和10%的拉伸应力,对于稳定的弹簧,在200℃的烤炉中加热5小时的前.后的拉伸力不能多于10%.胶料：胶料的选用要根据被密封的介质、使用温度、轴的转速、密封腔体内的压力等来确定----发动机油封：FPM、HNBRPTFE----变速箱油封：ACM、NBR、FPM----车桥油封：ACM、NBR、FPM变速箱油封材料的选用NBR：在温度-40℃～120℃，转速低于3600rpm，但材料耐双曲线齿轮油性能差；ACM：在温度-15℃～160℃，转速6000rpm，耐双曲线齿轮油性能优，但耐磨性差；FPM：在温度-30℃～200℃，转速6000rpm，绝大多数的车用润滑油情况下；3.油封的制造及注意事项橡胶油封加工是按如下工艺流程进行的:产品制造过程中的每个工序由多功能小组进行PFMEA分析,并中制定控制计划对影响产品功能的过程特性加以控制,使产品特性得以满足.油封制造过程应注意事项:1.制造油封所用原材料的供应商必须经我公司质量体系认证.从而保证材料来源稳定,质量可靠.2.控制各批次胶料的可重现性.(比如配方各种材料均采用程控自动称量平台)3.在混炼时要分段加硫(硫化剂或部份促进剂),以防止油封用混炼胶早期过硫失效.4.油封用混炼胶检测合格后,保证胶料规格和重量5.磷化和粘合剂处理,要保证油封骨架(金属)磷化膜和粘剂涂层均匀一致,以达到橡胶与金属骨架粘接牢固6.硫化时要注意的模具及工位器的清洁(防止胶料半成品和骨架的二次污染）7.二段硫化应注意烘烤的温度和时间,防止二段硫化的不充分4.油封的装配4.1一般要求4.1.1对油封座的要求对油封座的要求如图；表面粗糙的的要求:内包骨架油封Ra1.6～4外露骨架油封Ra1.2～2.5--为了便于安装油封,使油封在装配过程中不至被毛刺或尖角划伤,壳体上孔的口部必须有15～30°的斜角.4.1.2对轴的要求对轴的要求如图粗糙度要求:得到良好密封性能的重要因素之一是轴的表面粗糙度,比Ra0.2μm更高的表面粗糙度是不需要的,这样轴的表面太光滑,不能产生形成润滑油膜的可沾性.当轴的表面粗糙度为Ra0.4～Ra0.8μm时,即能产生良好的可沾性,通常认为合适的表面粗糙度范围为Ra0.32～Ra0.8μm4.1.3对偏心的要求轴—座偏心是影响油封漏油的重要因素轴—座偏心示意图对偏心量的要求:建议e≦0.15mm任何程度的轴的偏心度都影响密封性能并逐渐地增加由于磨损和弹性体的递增的硬化所引起的疲劳破坏的机会.对轴跳动的要求轴跳动量是影响油封漏油的重要因素轴跳动示意图对轴跳动的要求:建议F≦0.15mm4.2装配前的准备工作4.2.1油封座的外观检查及预润滑1).油封座口部导向角有无毛刺.2).安装倒角是否存在明显偏心.用清洁适量的密封介质均匀涂覆到油封的安装腔体上4.2.3轴的外观检查轴表面有无划伤现象;轴表面是否清洁且.无杂质.无锈轴端是否已倒角或倒圆,轴尖角是否有毛刺4.2.3油封的准备检查油封是否清洁、完好无损。油封弹簧是否脱落用清洁适量的密封介质均匀涂覆到油封唇口部位和装配部位4.3油封的安装为了使油封正确安装到位,安装工具应能径向和轴向定位,并由安装工具来进行限位,油封安装倾斜程度应达到如图要求安装速度不能太快,否则会使油封外径变形。建议:安装速度v＜1200mm／min油封安装到位后，应对油封保持一段时间的压力，以减少或避免油封的回弹。建议：保压时间t=5秒油封安装常用方法油封装配现场情况：1、与油封唇口相接触的凸缘生锈倒角为尖角2、现场环境差工位器具清洁度差各种零件混装3、油封涂油不均匀4、压配工装有残渣倒角为尖角并有毛刺油封现场情况：5、压配好油封座叠放6、油封座有大块的残渣7、将油封穿在铁丝或套筒8、压配工装不同心9、操作者用脏手套接触油封唇口5.油封的检测5.1项目5.1.1成品新模:,重要特性CPK≥1.33主唇口尺寸.外径尺寸.防尘口尺寸每批抽检外观:100%检测气密性100%检测5.1.2采购件:骨架:全尺寸检测,每批抽检弹簧:全尺寸检测,每批抽检(包括弹簧的拉伸应力)5.1.3胶料每辊快检(硫化特性.门尼粘度.密度)5.2主要的油封检测工具投影仪：油封全尺寸检测，主要用于模腔认证塞规：用于检测主唇口尺寸(如图)比较仪：用于检测油封外径卡尺：用于检测油封高度弹簧拉力试验机：检测弹簧拉伸应力气密性检测：检测油封气密性，主要用于发动机油封5.3油封外观检测标准简介6.油封漏油的原因及预防6.1漏油的原因:油封漏油的原因很复杂，但以下几个原因是比较明显的6.1.1、在装配过程中,油封的密封唇口有杂质、被划伤、有缺口、弹簧被碰掉、油封唇口反转等6.1.2、和油封相配的轴表面粗糙度较大，表面存在有车刀印痕、磨削表面的磨削网纹走向向外6.1.3、轴和油封座（发兰）相对的偏心和跳动较大（要求值和实际值）6.1.4、轴的表面硬度较底（HRC≥26），导致轴可能被磨成“沟”状，油封唇口接触不到6.1.5、油封所密封的介质不清洁含有大量的金属削、泥沙、润滑油的凝团等6.1.6、油封在安装时偏心、翘曲.油封在安装时偏心、翘曲后，油封唇口部分形成椭圆密封面，随着轴的相对偏心运转，唇口和轴之间的油膜厚度增大容易导致漏油谢谢！