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旋轉軸唇形密封圈的結構及優點

旋轉軸唇形密封圈通常稱為油封,廣泛應用於工程機械的變速箱、驅動橋等部位,如變速箱前後輸出軸、驅動橋主減速器、輪輞等。其作用是將油腔與外界隔離,內部封油,外部防塵。目前國內廣泛使用的油封有多種類型,其基本結構有橡膠密封部分、金屬骨架或金屬外殼和金屬彈簧。

壹、油封的密封機理

油封的密封由柔性密封件(皮革、橡膠、聚四氟乙烯、聚四氟乙烯或聚酰亞胺等)之間的過盈配合形成。)和旋轉軸。其密封機理是油封唇口與軸的接觸面上同時存在幹摩擦、邊界潤滑和流體潤滑,它們不斷交替產生。幹摩擦導致磨損,流體潤滑導致泄漏。在邊界潤滑下,油封唇口與軸之間形成穩定的流體動力油膜,油膜厚度約為0.0025毫米;;這種油膜除了起到潤滑作用,還起到密封作用。油膜太厚,流體會泄漏;油膜太薄,不能形成流體潤滑膜,唇部就會磨損。因此,為了獲得良好的密封性能和較長的工作壽命,要求人們在結構設計、橡膠配方設計和安裝中為形成薄而穩定的邊界潤滑油膜提供條件。其中,在結構設計、安裝和使用方面,國內常用的油封規定的條件非常苛刻,這也為泄漏故障的頻繁發生埋下了隱患。

二、現有油封的缺點

1.在結構設計上,目前廣泛使用的油封是與轉軸直接過盈配合的動密封,對轉軸的偏心度、尺寸偏差、圓度和表面粗糙度有非常嚴格的要求:

1)軸的偏心直接影響油封唇口接觸應力的分布,通常要求在0.3mm以內(軸徑50 ~ 80 mm,油封線速度10 ~ 15 m/s),但很多情況下很難做到。比如驅動橋主減速器油封的裝配技術要求:輸入法蘭中心線對油封座孔中心線的偏心度小於0.1 mm .但是,由於座孔中心線取決於軸承座與支架之間配合擋塊的中心位置, 並且輸入法蘭的中心線取決於輸入法蘭和主動螺旋錐齒輪之間的匹配花鍵的中心位置,因此很難將兩個中心線的偏移量控制在0.65438±0mm的範圍內

2)軸的尺寸偏差:只有正確選擇軸的尺寸偏差,才能獲得良好的密封效果。太大的軸會增加唇端的接觸負荷,而太小的軸會使唇端接觸面上的密封壓力不足。過大的壓力會導致密封過早失效,而過小的接觸壓力會導致泄漏。

3)軸的不圓度:軸的不圓度很可能使彈性密封唇根據軸的不規則運動而變形或失去彈性,從而造成疲勞破壞。

4)軸表面粗糙度,壹般定義為ral.6 ~ 3.2 um,過於光滑,不利於油膜的形成和維持。密封圈幹摩擦容易燒傷造成泄漏;如果太粗糙,會加劇摩擦磨損,也會造成油封早期失效。

2.在安裝和使用方面:安裝前,必須在油封唇部塗上少許潤滑脂。由於油封唇口與軸有幹涉,安裝時必須註意和防止油封唇口的扭曲和擠壓,特別是重要的官方端有螺紋而沒有錐度和圓角時,否則容易劃傷唇口,影響密封效果。

3.現有的油封對軸面的損傷比較敏感,即使輕微的損傷也可能對其密封效果和工作壽命產生很大的影響,甚至直接導致泄漏。

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