影響旋轉(zhuǎn)唇形密封性能的因素

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    影響旋轉(zhuǎn)唇形密封性能的因素很多,，每種因素均對(duì)密封性能影響很大，只有掌握了解這些因素，合理地確定工作條件,，設(shè)計(jì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，選擇材料并正確地使用安裝，才能達(dá)到預(yù)期效果,。下面簡(jiǎn)單介紹各種影響因素：

　　a、材料影響因素：例如耐油性,，壓縮永久變形,，熱耐寒性，耐磨性,，硬度,，回彈性;

　　b,、結(jié)構(gòu)參數(shù)影響因素：例如唇口過(guò)盈量，唇口接觸寬度,，腰厚及腰長(zhǎng),，前唇角及后唇角，徑向力,，回流線;

　　c,、油封使用環(huán)境的影響：例如軸偏心，軸表面粗糙度,，油壓,。

　　接下來(lái)針對(duì)一些主要影響因素進(jìn)行分析：

　　1、軸的影響

　　軸的表面粗糙度：如果軸的表面粗糙過(guò)大(大于0.9μm),，軸表面之凸峰會(huì)穿過(guò)油膜與唇形成干接觸,，在軸旋轉(zhuǎn)時(shí)就會(huì)切割密封唇而造成磨損。同時(shí)造成唇下油膜增厚使密封失效,，如果軸的表面粗糙度過(guò)小(小于0.127μm),，唇的接觸部位會(huì)被軸的表面四處咬住(即產(chǎn)生粘著現(xiàn)象)，唇下的油被擠出,，從而增大摩擦和磨損,，也會(huì)使密封遭到破壞.所以軸的表面粗糙度應(yīng)有一個(gè)適宜的范圍，國(guó)外一般控制在0.2-0.61μm;

　　軸的加工狀態(tài)：如果軸的表面存在加工痕跡,，損傷和銹蝕,，對(duì)軸唇圈的密封性能也有很大影響，如果軸上有螺旋加工印痕或軸向劃痕均會(huì)造成泄漏;

　　軸的橢圓度：軸不可避免地有一定橢圓度,，如果橢圓度過(guò)大則因密封唇部跟隨性不適應(yīng)軸的變化頻率而造成泄漏;

　　軸的偏心和跳動(dòng)量：軸的偏心和跳動(dòng)量應(yīng)盡量小,，否則會(huì)改變唇對(duì)軸的接觸應(yīng)力分布和跟隨能力而造成泄漏;

　　為了適應(yīng)不可避免的軸的偏心、軸震動(dòng)等,，在軸唇閣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上可采取減小腰部厚度或增加腰部長(zhǎng)度等措施,，流體動(dòng)力軸唇圈對(duì)軸偏心和震動(dòng)等具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，在技術(shù)條件允許的情況下應(yīng)盡可能地選擇適宜的流體動(dòng)力結(jié)構(gòu),。

　　2,、壓力影響

　　普通軸唇圈承壓能力較低，一般僅能在0-0.05MPa下使用,。當(dāng)壓力超過(guò)0.05MPa時(shí),，迫使腰都向軸面彎曲，使密封唇與軸的接觸寬度增加,，接觸壓力和摩擦力增大,，結(jié)果因摩擦熱的迅速積累而導(dǎo)致唇部磨損和燒灼，造成嚴(yán)重泄漏。如果壓力較大,，可視具體情況適當(dāng)增加腰部厚度,、縮短腰部長(zhǎng)度，加大唇與軸的接觸角,，最好使用支撐環(huán)減小或防止腰部變形以使降低摩擦生熱,，提高軸唇閣的耐壓能力和使用壽命。

　　3,、軸速度的影響

　　普通場(chǎng)合下軸唇罔使用溫度的高低是由唇與軸在高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下的摩擦熱所決定的,。所以軸速度(轉(zhuǎn)速和線速度)對(duì)軸唇幽的工作性能影響很大。這種影響在于唇口工作溫度的上升和唇對(duì)軸跟隨性能的下降,，過(guò)度的升溫超過(guò)了橡膠材料的工作溫度上限即造成唇口的老化破壞,，跟隨性能的下降會(huì)使油膜變厚而泄漏。要使軸唇圈適用于高速場(chǎng)合,，除采用適當(dāng)?shù)南鹉z材料外,，合理的結(jié)構(gòu)設(shè)汁是至關(guān)重要的，如適當(dāng)?shù)亟档脱�部厚��,，加大接觸角,，采用適應(yīng)高速的流體動(dòng)力結(jié)構(gòu)等。

　　4,、軸唇圈用橡膠材料的影響

　　軸唇圈唇部橡膠材料的性能對(duì)其工作性能有極其重要的影響,。它決定著軸唇圈的工作溫度范圍，摩擦,、磨損性能,、耐介質(zhì)性能和密封性能等。所以,，作為軸唇圈唇部橡膠材料,，除應(yīng)滿足適當(dāng)機(jī)械強(qiáng)度和硬度、耐高低溫,、耐介質(zhì),、耐磨損和耐天候老化等一般要求外，還必須具有良好的撓性(即良好的變形恢復(fù)能力與足夠的剛性相結(jié)合),，以使其在軸運(yùn)行時(shí)對(duì)軸有良好的跟隨性和對(duì)軸的不規(guī)則性,、偏心和震動(dòng)有良好的補(bǔ)償能力。具有高度撓性的密封唇對(duì)密封軸所需徑向力也小,，因而能減小摩擦力和摩擦生熱,。

　　為了提高密封性能，人們?cè)谙鹉z配合技術(shù)上進(jìn)行了大量的研究,，用某些優(yōu)良的配合劑改善橡膠的綜合性能,，用一些自潤(rùn)滑減磨材料降低摩擦系數(shù)，提高耐熱性和耐磨性,，也有在唇部復(fù)合一層聚四氟乙烯薄膜或用化學(xué)方法對(duì)唇部表面進(jìn)行改性,，均能達(dá)到良好的密封效果并能延長(zhǎng)密封壽命。

　　5,、工作溫度的影響

　　溫度對(duì)橡膠材料及其工作特性有很大的影響,，高溫使橡膠材料老化，工作性能惡化,，低溫使橡膠材料變硬甚至變脆,。除此之外，對(duì)于軸唇圈最重要的是考慮溫度對(duì)橡膠楊氏模量的影響,，因楊氏模量的變化直接影響到唇對(duì)軸的抱緊力,，即影響密封性能。圖1是幾種橡膠軸唇圈的楊氏模量隨溫度變化的情況,，由圖可知丁睛橡膠從20℃降至-40℃時(shí),，其楊氏模量提高100倍，而楊氏模量直接影響到唇對(duì)軸的抱緊力,，所以當(dāng)溫度降低時(shí)密封唇對(duì)軸的抱緊力增加(如圖2所示),。軸唇圈在低溫下啟動(dòng)時(shí)，盡管抱緊力大,，彈性差,，但一經(jīng)啟動(dòng)由于摩擦生熱會(huì)使唇口溫度迅速上升，恢復(fù)彈性,，即使在脆性溫度下或比脆性溫度低15℃的溫度下,，軸唇圈亦能正常工作(但軸的跳動(dòng)量要小于0.5ram，軸速要較高),。圖3是丁腈橡膠軸唇圈在-40℃下啟動(dòng)軸時(shí)唇口溫度和油溫上升情況,。該圖說(shuō)明，軸150r/min啟動(dòng)數(shù)秒鐘后唇口溫度即可上升10℃以上,，所以橡膠能夠恢復(fù)彈性,，保持密封性能。高溫對(duì)軸唇圈性能的影響,，除降低楊氏模量影響密封性外,，還會(huì)使油的粘度大大降低，而降低唇下油膜的厚度,。致使摩擦生熱增大,，降低密封性能。

       圖3 軸啟動(dòng)初期刃口溫度的上升

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　6,、介質(zhì)影響

　　密封流體對(duì)軸唇圈性能的影響主要是通過(guò)對(duì)橡膠材料性能,、潤(rùn)滑條件和散熱作用的影響來(lái)表現(xiàn)的,。橡膠材料的選擇很大程度上取決于被密封的流體。一般要達(dá)到被密封流體不至于造成橡膠材料的軟化,、過(guò)渡膨脹,、硬化或有損物理機(jī)機(jī)械性能和密封性能的作用。特別要注意潤(rùn)滑油中少量添加劑的影響,，如高壓,，高速齒輪油中就含有磷、硫,、鹵素等有機(jī)化合物或有機(jī)金屬化合物,。這些化合物對(duì)硅橡膠有嚴(yán)重的腐蝕作用，能使丁腈橡膠進(jìn)一步交聯(lián)硬化,，對(duì)丙烯酸酯膠也有一定影響,。這種油經(jīng)長(zhǎng)期高溫使用后會(huì)沉積黑色油泥，增加密封唇的磨損;其他潤(rùn)滑油長(zhǎng)期使用后也會(huì)存在金屬,、砂塵粒子,。就象磨料一樣使唇和軸磨損，導(dǎo)致軸唇圈縮短壽命,。

　　潤(rùn)滑油的種類和用量對(duì)唇口的潤(rùn)滑和摩擦溫升有重要影響,，圖4是幾種潤(rùn)滑油和潤(rùn)滑脂，在轉(zhuǎn)速為3000r/min的條件下對(duì)唇口溫升的影響,。該圖說(shuō)明,，由于潤(rùn)滑脂的散熱能力較潤(rùn)滑油差(低70%)，所以唇口溫升最高;用齒輪油潤(rùn)滑時(shí),，唇口溫升要比潤(rùn)滑油高,。潤(rùn)滑油量對(duì)唇口溫升也有影響。油量過(guò)少會(huì)出現(xiàn)潤(rùn)滑不良,，散熱不好的問(wèn)題,。如果斷油則會(huì)引起唇口溫度急劇上升而導(dǎo)致密封早期失靈(干摩擦試驗(yàn)證明：密封唇部可在1-3min內(nèi)發(fā)生嚴(yán)重?zé)�蝕龜裂)。為了充分發(fā)揮軸唇圈的密封性能,。延長(zhǎng)使用壽命,，必須仔細(xì)考慮密封流體及其潤(rùn)滑方式對(duì)軸唇圈的影響。另外還應(yīng)注意保持油的清潔,，并定期進(jìn)行更換,。

　  7、安裝因素的影響

　　大量事實(shí)證明,，裝配不當(dāng)或裝配損傷是造成軸唇圈早期密封失靈的最主要的原因,。人們往往不注意安裝，當(dāng)密封出現(xiàn)泄漏時(shí),，常把問(wèn)題歸結(jié)為軸唇圈性能不佳,，而忽略了人為的因素,。裝配時(shí)應(yīng)注意：

　　(1)軸唇圈和軸應(yīng)清洗干凈、它們本身無(wú)任何缺陷和損傷,。

　　(2)密封唇部(或主副唇之間)涂一層清潔的潤(rùn)滑油膏,。

　　(3)用專用裝配工具，正確地進(jìn)行安裝,，不允許安裝傾斜，以保證軸與軸唇圈的同心度,。

　　8,、結(jié)構(gòu)因素的影響

　　軸唇圈是一種精巧而復(fù)雜的機(jī)械配件，正確地確定結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)其密封性能和使用壽命有決定性的影響,。

　　影響油封密封性能的因素非常復(fù)雜,，而且各因素之間相互關(guān)聯(lián)，制約性強(qiáng),，本文從材料,、結(jié)構(gòu)和使用環(huán)境三個(gè)方面論述了一些主要影響因素，其它還有彈簧參數(shù),、骨架參數(shù),、模具設(shè)計(jì)生產(chǎn)工藝等，也都必須一一加以考慮,，只有全面衡量各種影響因素才能生產(chǎn)出性能優(yōu)異的油封,。

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szg不敗

感謝無(wú)私分享資料

斯文棒棒

總結(jié)很全面

淡然

謝謝分享,，補(bǔ)充一點(diǎn)。為了提高軸的表面粗糙度和耐磨性,，可以采用在軸和密封接觸的表面,，鍍硬鉻，再磨的方法,。
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路人十三

實(shí)用,，
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universal

樓主是摘自NOK的樣本嗎,，這種圈習(xí)慣上不叫軸唇圈什么的，一般叫旋轉(zhuǎn)油封,，或者簡(jiǎn)單稱油封,，英文叫做oil seal，比較牛的有弗洛伊登貝克和NOK,，兩家的合資公司叫恩福,。旋轉(zhuǎn)油封跟別的橡膠密封不太一樣，其抱緊力很大一部分是由彈簧提供的,。橡膠的彈性模量不是線性的,，應(yīng)用中不好定量比較，常比較的是50%拉伸模量和100%拉伸模量,，參見(jiàn)ASTM D412,，但這些指標(biāo)對(duì)小拉伸量的油封其實(shí)意義不大。溫度降低時(shí)要求的是橡膠的玻璃化溫度低,，實(shí)踐中多用TR-10來(lái)推薦最低工作溫度,，甚少有比較彈性模量的。

勿擾意志

很詳細(xì)全面

喜鵲QX

謝謝樓主的分享,，學(xué)習(xí)。

面壁深功

畢竟不是金屬件,，裝配不當(dāng)或裝配損傷是造成軸唇圈早期密封失靈的最主要的原因,。

詹風(fēng)

這是什么密封？