油封詳解(jie)（一）

一、什麼是油(yóu)封

油封是用于(yu)密封機械設備(bèi)中旋轉軸的封(feng)油用密封元件(jian)，而腔體基本上(shang)是靜止的（見下(xià)圖），所以油封又(you)稱旋轉軸唇形(xing)密封圈。油封使(shi)用部位

機械的(de)摩擦部分由于(yu)在機械運轉時(shi)有油進入，為防(fang)止這些油從機(jī)械的間隙中洩(xiè)漏而使用油封(feng)，并且除了油以(yi)外還需要防止(zhǐ)水與化學藥液(ye)的洩漏以及塵(chén)埃及土砂從外(wai)部侵入，這時候(hou)也要用到油封(feng)

油封的密封狀(zhuàng)态，一是油封外(wài)緣和腔體之間(jiān)為靜态密封，同(tóng)時保證油封外(wai)緣在腔體之間(jian)的可靠定位。二(èr)是油封密封唇(chún)和軸之間的密(mì)封狀态，當軸旋(xuán)轉時為動态密(mi)封，當軸靜止時(shí)為靜态密封。各(ge)種影響因素的(de)綜合作用及其(qi)相互作用，都對(dui)油封的密封性(xìng)能和使用壽命(mìng)産生了很大影(ying)響。

二、油封的主(zhǔ)要用途

用于發(fā)動機曲軸和凸(tū)輪軸的密封

小(xiǎo)汽車，摩托車和(he)商用車輛等傳(chuan)動系統（如齒輪(lún)箱、輪毂、橋軸、差(cha)速器）的密封

鏟(chǎn)車，挖掘機等農(nong)業機械和工程(chéng)機械傳動系統(tong)的密封

工業用(yòng)齒輪箱的密封(fēng)

液壓元件（泵，馬(mǎ)達）的密封

日用(yong)機械洗衣機的(de)密封

廣泛用于(yú)機械工程和設(she)備加工工業

三(san)、油封的主要特(tè)點

油封外部為(wéi)圓筒形用來保(bao)證對腔體的靜(jing)态密封-采用内(nèi)包金屬骨架的(de)橡膠外緣；采用(yong)外露金屬骨架(jia)的外緣，大多需(xu)要抛光和鍍敷(fū)防腐塗層。

裝有(yǒu)彈簧的密封唇(chún)保證軸的動态(tài)和靜态密封的(de)密封可靠性。經(jing)過長期開發研(yan)究的結果，油封(feng)的密封唇結構(gòu)提高到極佳的(de)性能，進而提高(gao)在更寬的負荷(hé)範圍内的密封(feng)可靠性

添加防(fang)塵唇，或者在特(tè)殊情況下采用(yong)的多個防塵唇(chun)，可防止外界污(wu)染物和灰塵侵(qin)入

油封詳解（二(èr)）

四、油封各部位(wei)的作用

油封主(zhǔ)要由密封體、加(jiā)強骨架和自緊(jin)螺旋彈簧等幾(ji)部分組成。密封(feng)體按照不同部(bù)位又分為底部(bù)、腰部、刃口和密(mì)封唇等。下圖是(shi)：帶彈簧并附有(yǒu)防塵唇的内包(bāo)骨架油封各部(bù)位主要名稱和(he)術語。油封使用(yòng)部位

金屬骨架(jià)就如同混凝土(tu)構件裡面的鋼(gang)筋，起到加強的(de)作用，并使油封(feng)能保持形狀及(ji)張力。通常，在自(zi)由狀态下的骨(gǔ)架油封，其内徑(jing)比軸徑小，即具(jù)有一定的“過盈(yíng)量”。因此，當油封(feng)裝入油封座和(he)軸上之後，油封(feng)刃口的壓力和(hé)自緊螺旋彈簧(huang)的收縮力對軸(zhóu)産生一定的徑(jìng)向緊力，經過一(yī)段時間運行後(hou)，該壓力會迅速(sù)減小乃至消失(shi)，因而，加上彈簧(huang)可以随時補償(cháng)油封自緊力，

油(yóu)封外緣使油封(feng)在腔體孔内固(gù)定的同時，起防(fáng)止流體從油封(feng)外周面與腔體(tǐ)内表面的接觸(chu)面之間洩漏及(ji)侵入的作用。另(lìng)外金屬骨架是(shi)當油封固定在(zai)腔體内時，起保(bǎo)持配合力的作(zuo)用。

密封唇部是(shì)柔性彈性體，設(she)計成對機械的(de)震動及密封流(liú)體的壓力變動(dòng)的影響下仍可(kě)保持穩定的密(mi)封作用，并起到(dào)保持唇部與軸(zhou)表面穩定接觸(chù)狀态的作用。彈(dàn)簧可提高密封(fēng)唇向軸的壓緊(jin)力，起維持此壓(ya)緊力的作用。唇(chun)端部被制作成(chéng)斜锲形狀，在端(duan)部處按壓軸表(biǎo)面，起密封流體(tǐ)的作用。

防塵唇(chún)是沒有與彈簧(huang)連接的副唇，起(qi)防止塵埃侵入(rù)的作用。

五、油封(fēng)的主要型式

油(you)封的各種不同(tong)型式，請參見：常(cháng)用油封結構型(xing)式；常見NOK标準油(yóu)封型式。附圖：油(you)封外緣的各種(zhong)設計型式

六、油(yóu)封的密封機理(li)

油封的密封機(ji)理涉及兩個因(yin)素，一個是腔體(tǐ)的密封，主要是(shi)油封外緣（靜态(tai)部件）在腔體中(zhong)的定位；二是密(mì)封唇口與旋轉(zhuan)軸表面接觸的(de)動态密封，這是(shì)油封的最重要(yào)功能。附下圖：油(you)封密封唇口與(yǔ)旋轉軸表面接(jiē)觸區。

  油封的外(wai)緣為了保證油(you)封在腔體的靜(jing)态密封和孔内(nèi)的穩固定位，并(bìng)且容易裝配。一(yi)般為橡膠材質(zhì)包覆金屬骨架(jià)，把橡膠彈性體(tǐ)的可靠靜态密(mi)封能力和金屬(shu)骨架支持定位(wei)的優點結合為(wei)一體。油封的外(wai)緣設計有倒角(jiao)，以便于裝配。另(ling)有油封在外緣(yuan)上設計溝槽可(kě)以增加附着力(lì)，避免油封後退(tui)和歪斜的危險(xiǎn)，也加大了壓配(pei)合公差，可提高(gao)油封靜态密封(feng)的可靠性。外緣(yuan)設計為金屬外(wài)骨架的油封适(shi)用于要求在腔(qiang)體中安裝特别(bié)牢固和精确的(de)場合，要注意的(de)是當油封座孔(kong)内表面糙時應(ying)當塗覆密封膠(jiāo)，在密封座處可(ke)以使用密封劑(jì)。

油封的密封唇(chun)接觸區的密封(feng)機理對油封所(suo)起的密封功能(neng)具有極其重要(yao)的意義，它取決(jué)于：密封唇的設(shè)計；彈性材料的(de)結構；軸表面的(de)粗糙度等。密封(fēng)唇的徑向力、密(mi)封唇的角度設(she)計和唇尖與彈(dàn)簧中心的距離(li)設計的綜合作(zuò)用，産生了一種(zhǒng)對軸面不對稱(chēng)分布的接觸壓(yā)力：在油側壓力(lì)最大并陡升增(zeng)加；在空氣側壓(ya)力呈小角度衰(shuāi)減。在過盈量（密(mì)封唇的内徑在(zài)自由狀态、無負(fu)荷情況下設計(jì)為比軸的直徑(jing)略小）的配合下(xia)，接觸壓力的這(zhe)種不對稱分布(bù)，與旋轉軸産生(shēng)的圓周環形緊(jin)箍力的聯合作(zuo)用，導緻密封唇(chún)接觸區的結構(gou)特性變形。這種(zhǒng)密封彈性體變(biàn)形結構是油封(fēng)試運轉時形成(cheng)的，對密封性能(néng)起着決定性作(zuo)用（因此，油封需(xū)要一個試運轉(zhuan)的磨合期）。螺旋(xuán)線的影響加上(shàng)軸的旋轉，由這(zhe)種變形構造産(chǎn)生向油側的泵(beng)吸作用。

油封詳(xiáng)解（四）

七、油封的(de)原材料

油封的(de)骨架和彈簧是(shì)金屬制作，密封(fēng)唇口等主要部(bu)分為橡膠。油封(fēng)根據使用環境(jing)，可以用不同的(de)橡膠進行生産(chǎn)，以滿足密封的(de)性能和要求。最(zui)常用的耐油橡(xiang)膠是丁腈橡膠(jiāo)，丁腈橡膠為目(mù)前油封及O型圈(quan)使用最普遍的(de)橡膠之一。可說(shuō)是目前用途最(zuì)廣、成本最低的(de)橡膠密封件。制(zhì)造油封常用的(de)還有聚丙酸酯(zhǐ)橡膠、矽橡膠、氟(fú)橡膠和聚四氟(fu)乙烯等。各種橡(xiàng)膠的性能請參(can)見：主要橡膠的(de)種類與特長。附(fù)下圖：彈簧及金(jin)屬骨架材料的(de)種類及适用介(jie)質

八、油封的密(mi)封介質

油封所(suǒ)使用的場合，其(qí)适用的密封介(jie)質一般是礦物(wù)潤滑油、潤滑脂(zhi)和合成潤滑油(yóu)、潤滑脂。另外也(yě)可密封工業生(shēng)産中使用的DIN51524液(yè)壓油類，VDMA24317以及VDMA24320高(gāo)阻燃液壓油類(lei)，低潤滑特性的(de)矽油類。在特殊(shū)情況下也可密(mì)封潤滑性低的(de)酸類，堿類，有機(ji)溶劑類等腐蝕(shí)性介質。

通常采(cǎi)用氟橡膠材料(liao)的油封其耐腐(fǔ)蝕性，耐高溫性(xing)都要比NBR材質的(de)好，在無潤滑、純(chun)幹燥和多介質(zhì)的條件下建議(yì)采用PTFE密封唇制(zhì)作的油封，其密(mi)封唇有足夠的(de)潤滑能力，大大(dà)降低唇緣的磨(mó)損。單個油封不(bu)宜密封兩種不(bú)同的介質，大量(liàng)的化學物質增(zeng)加了對于油封(feng)材質性能的影(ying)響，油封對密封(fēng)介質的相容性(xìng)應該通過實驗(yan)室試驗來确定(ding)。附下圖：油封用(yòng)不同橡膠對密(mi)封介質的适應(ying)性

  密封介質的(de)污染可能是腔(qiang)體鑄件制作過(guo)程遺留的鑄砂(sha)殘留物；或者從(cóng)旋轉元件因摩(mó)擦磨損産生的(de)顆粒物。例如渦(wo)輪齒輪箱中的(de)青銅渦輪的磨(mo)損物；或者由腐(fu)蝕性介質産生(shēng)的産物。為防止(zhǐ)密封介質的污(wu)染對密封特性(xìng)的負面影響，一(yi)定要注意盡量(liang)保持腔體清潔(jié)。

九、對油封的主(zhu)要要求

1、密封性(xìng)好

2、可靠性高

3、易(yì)于裝配

4、與被密(mi)封介質相容

5、低(di)摩擦

油封詳解(jiě)（五）

十、油封的選(xuan)擇影響因素

為(wéi)了充分發揮油(you)封的功能，必須(xū)根據使用條件(jiàn)選定最合适的(de)型式與材料。這(zhe)裡就主要的影(yǐng)響因素作一簡(jian)述。

1、軸的表面線(xiàn)速度：在同一直(zhi)徑條件下，不同(tong)材料制造的油(yóu)封，适應軸面旋(xuan)轉線速度的能(neng)力不同，其關系(xì)如下圖所示。油(yóu)封使用的線速(su)度範圍一般小(xiǎo)于15m/s, 下圖給出的(de)容許的軸的表(biao)面線速度是參(can)考值，滿意的潤(rùn)滑和良好的散(sàn)熱條件才是決(jué)定性因素。相應(yīng)較低的數據，适(shì)用于更為苛刻(ke)的條件。

  2、溫度：由(yóu)于旋轉軸表面(mian)與油封的密封(feng)唇部産生摩擦(ca)，所以密封唇口(kǒu)部的溫度高于(yú)油液中的溫度(du)，一般油封工作(zuò)時其唇緣的溫(wen)度高于工作介(jie)質溫度20~50℃。随着轉(zhuǎn)速增高，壓力增(zēng)加密封唇口處(chu)的溫度也随之(zhi)上升。另外，帶有(yǒu)防塵唇的油封(feng)，比無防塵唇的(de)油封會出現高(gāo)于20℃的過高溫度(du)。當超過容許溫(wēn)度時會縮短油(you)封的工作壽命(ming)，造成密封唇過(guò)早永久性硬化(huà)，以及磨損加大(da)。油封的工作溫(wen)度範圍與油封(fēng)使用的材料有(yǒu)關：材料為丁晴(qíng)橡膠（NBR）時為-40~120℃，亞力(li)克橡膠（ACM）-30~180℃，氟橡膠(jiao)（FPM）-25~300℃。

3、壓力：油封主要(yào)用于無壓或者(zhě)在微壓的條件(jian)下使用，最大工(gong)作壓力0.02～0.05Mpa。當工作(zuo)壓力超過這個(ge)值時應選用耐(nai)壓型油封。

4、防塵(chen)：為防止污染物(wu)、灰塵、和濕氣等(děng)從空氣側進入(ru)密封腔體内，建(jian)議使用帶有防(fang)塵唇的油封。如(rú)果污染物侵入(ru)嚴重建議采用(yòng)2個油封，以串聯(lián)方式一前一後(hou)安裝。

十一、油封(feng)安裝部分的設(she)計

軸的設計：1、表(biao)面粗糙度，由于(yu)軸的速度與油(you)量不同，一般軸(zhou)的粗糙度過大(dà)或過小，都會影(yǐng)響到油封的洩(xie)漏與磨損。軸的(de)表面粗糙度容(róng)許範圍為Rz1.0～5.0μm ；Ra0.2～0.8μm。對旋(xuán)轉軸用油封，取(qǔ)2.5～1.6μmRz。2、硬度，旋轉軸的(de)表面硬度一般(ban)取≥35HRC。當介質較髒(zāng)，有來自外界的(de)污染雜質，或軸(zhou)表速度>12m/s 時，軸表(biǎo)面硬度應為55HRC以(yi)上，軸表面淬火(huǒ)層深度>0.mm。3、軸的倒(dǎo)角，推薦值15°~30° ,;以能(neng)讓油封确實裝(zhuāng)入，不損傷油封(fēng)唇緣為原則。4、軸(zhóu)的加工，正确的(de)軸加工是保證(zhèng)密封系統正常(cháng)工作的決定性(xìng)因素，适宜的油(you)封軸加工方法(fǎ)是橫向給進精(jing)研磨，金剛砂紙(zhi)磨光。不适宜的(de)加工方法是在(zai)車床上精加工(gōng)，超精加工，滾光(guāng)加工，金剛砂紙(zhi)磨光（砂紙在軸(zhou)向移動磨光）。5、軸(zhou)的材料，主要是(shi)普通碳素結構(gòu)鋼，如C35和C45，另外還(hái)有鑄鐵，陶瓷類(lei)，樹脂塑料，但後(hòu)三種材料的軸(zhou)對油封的密封(fēng)都有缺陷。

腔體(tǐ)的設計：1、表面粗(cu)糙度，及直徑公(gōng)差見下表。