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油封的密封机理原材料以及密封介质是什么

文章出处:网责任编辑:作者:人气:-发表时间:2020-06-17 14:48:00

 油封是用于密封机械设备中旋转轴的封油用密封元件,而腔体基本上是静止的(见下图),所以油封又称旋转轴唇形密封圈。

1.密封机理

油封的密封机理涉及两个因素,一个是腔体的密封,主要是油封外缘(静态部件)在腔体中的定位;二是密封唇口与旋转轴表面接触的动态密封,这是油封的最重要功能。附下图:油封密封唇口与旋转轴表面接触区。

油封的外缘为了保证油封在腔体的静态密封和孔内的稳固定位,并且容易装配。一般为橡胶材质包覆金属骨架,把橡胶弹性体的可靠静态密封能力和金属骨架支持定位的优点结合为一体。油封的外缘设计有倒角,以便于装配。另有油封在外缘上设计沟槽可以增加附着力,避免油封后退和歪斜的危险,也加大了压配合公差,可提高油封静态密封的可靠性。外缘设计为金属外骨架的油封适用于要求在腔体中安装特别牢固和精确的场合,要注意的是当油封座孔内表面糙时应当涂覆密封胶,在密封座处可以使用密封剂。

 

油封的密封唇接触区的密封机理对油封所起的密封功能具有极其重要的意义,它取决于:密封唇的设计;弹性材料的结构;轴表面的粗糙度等。密封唇的径向力、密封唇的角度设计和唇尖与弹簧中心的距离设计的综合作用,产生了一种对轴面不对称分布的接触压力:在油侧压力最大并陡升增加;在空气侧压力呈小角度衰减。在过盈量(密封唇的内径在自由状态、无负荷情况下设计为比轴的直径略小)的配合下,接触压力的这种不对称分布,与旋转轴产生的圆周环形紧箍力的联合作用,导致密封唇接触区的结构特性变形。这种密封弹性体变形结构是油封试运转时形成的,对密封性能起着决定性作用(因此,油封需要一个试运转的磨合期)。螺旋线的影响加上轴的旋转,由这种变形构造产生向油侧的泵吸作用。

2.原材料

油封的骨架和弹簧是金属制作,密封唇口等主要部分为橡胶。油封根据使用环境,可以用不同的橡胶进行生产,以满足密封的性能和要求。最常用的耐油橡胶是丁腈橡胶,丁腈橡胶为目前油封及O型圈使用最普遍的橡胶之一。

 

可说是目前用途最广、成本最低的橡胶密封件。制造油封常用的还有聚丙酸酯橡胶、硅橡胶、氟橡胶和聚四氟乙烯等。

3.密封介质

油封所使用的场合,其适用的密封介质一般是矿物润滑油、润滑脂和合成润滑油、润滑脂。另外也可密封工业生产中使用的DIN51524液压油类,VDMA24317以及VDMA24320高阻燃液压油类,低润滑特性的硅油类。在特殊情况下也可密封润滑性低的酸类,碱类,有机溶剂类等腐蚀性介质。

通常采用氟橡胶材料的油封其耐腐蚀性,耐高温性都要比NBR材质的好,在无润滑、纯干燥和多介质的条件下建议采用PTFE密封唇制作的油封,其密封唇有足够的润滑能力,大大降低唇缘的磨损。单个油封不宜密封两种不同的介质,大量的化学物质增加了对于油封材质性能的影响,油封对密封介质的相容性应该通过实验室试验来确定。

密封介质的污染可能是腔体铸件制作过程遗留的铸砂残留物;或者从旋转元件因摩擦磨损产生的颗粒物。例如涡轮齿轮箱中的青铜涡轮的磨损物;或者由腐蚀性介质产生的产物。为防止密封介质的污染对密封特性的负面影响,一定要注意尽量保持腔体清洁。

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