關(guān)于油封的一些知識
油封徑向力是指油封裝在軸上時(shí),唇口對軸所產(chǎn)生的抱緊力,這個(gè)力等于唇口的預張力、彈簧的箍緊力和密封介質(zhì)的附加徑向力的總和,油封徑向力是控制油封質(zhì)量的重要指標。
油封的徑向力必須選擇在適宜的范圍內,過(guò)大過(guò)小都會(huì )影響密封性能。當徑向力選取過(guò)小時(shí),油封唇口對軸的接觸壓力太小,密封不住介質(zhì)會(huì )造成泄漏;當徑向力選取過(guò)大時(shí),油封唇口對軸的接觸壓大,會(huì )增加油封的摩擦扭矩和摩擦溫度,加速了唇口材料的老化而導致油封的時(shí)期損壞。因此徑向力必須選擇適當,能夠使油封唇與軸接觸面之間構成一種適宜厚度的油膜,保持一種良好的潤滑與摩擦狀態(tài),以減少功耗,達到良好的密封效果和長(cháng)久的工作壽命。
過(guò)盈量:一般來(lái)說(shuō),密封圈唇口的過(guò)盈量與徑向力約成正比關(guān)系,即過(guò)盈量大,徑向力就大;過(guò)盈量小徑向力也小。唇口的過(guò)盈量取小,雖對密封偶件的潤滑有利,但容易漏油;而過(guò)盈量取得太大又影響密封偶件間的油膜形成,使之磨損失效加快。
彈簧槽中心的位置(R)值:R值是指油封唇口與彈簧槽中心的軸向距離。該數值可認為是油封唇口與軸的理論接觸寬度。R值小,接觸寬度小,易使接觸主力呈集中分布,有利于控制穩定的油膜。R值過(guò)大,則接觸寬度大,不僅增加摩擦生熱,而且因主力分布平均,使油膜遭到破壞,形成流體潤滑狀態(tài),造成漏油。據資料報道,R值的取值范圍在0.3—2.0內,軸徑越大,R值越大。當然,R值的選取也不能僅僅依據軸徑的大小來(lái)確定,也應當綜合考慮軸的運動(dòng)速度(旋轉、往復)等因素。
油封腰部厚度和長(cháng)度:油封的腰部能提供唇部徑向力的50%,所以它是保持油封徑向力的一個(gè)主要因素。腰部較薄、較長(cháng),能提高唇口與軸的跟隨力,這對高速旋轉或偏心較大的軸密封有利。但腰部太薄、太長(cháng),易出現變形,同時(shí)會(huì )減弱腰部的徑向力,造成漏油。因此,油封腰部厚度和長(cháng)度應遵循以下原則來(lái)設計。
(1)、工作介質(zhì)壓力時(shí),應采用較厚的腰部厚度和較短的腰部長(cháng)度。(2)、橡膠的硬度越高,模量和彈性越低,油封腰部厚度應當越薄,長(cháng)度應當越短。
(3)、油封的公稱(chēng)尺寸(內徑、高度)越大,腰部厚度也應當越厚。(4)、油封唇高增大,腰部厚度也應相應增大。也就是說(shuō),腰部厚度與長(cháng)度也應當成一定的比例。
因為油封唇口部溫度上升是與磨擦系數、徑向力及軸速成正比。當軸速越大時(shí),應盡量減小磨擦系數和徑向力,但磨擦系數愛(ài)橡膠材料和配方的限制,一般在0.2—0.4之間,不宜再減小。因此對于高速用的油封減小磨擦能,降低生熱以延長(cháng)油封的使用壽命,其徑向力應選取小一點(diǎn)。相反,對磨擦系數小的油封可適當加大徑向力以提高油封唇的追隨能力。據此可以推薦高速油封的徑向力一般選取在100—150N/m之間為宜;低速用油封一般取值可略高一些??傊畯较蛄x取在100—200N/m是比較適宜的。
不同硬度膠料的油封性能變化情況:
a、膠料硬度越高,制出的油封內徑越大。這是因為膠料收縮率不同的緣故,膠料硬度越高收縮率越小,因此制得的油封內徑就越大。(切唇時(shí),盡量少切點(diǎn))
b、膠料硬度越高的油封唇口接觸越小,這是因為硬度高的油封內徑大,同時(shí)受壓縮變化小的緣故。
C、膠料硬度與徑向力的關(guān)系 膠料硬度越高的油封其徑向力越大,試驗結果表明:油封不論加金屬彈簧或不加金屬彈簧都表明了這一規律。
d、泄漏試驗 用不同硬度的膠料制成的油封進(jìn)行臺架試驗,可以明顯看出硬度過(guò)低或過(guò)高的油封在短時(shí)間內都發(fā)生了泄漏。這是因為硬度過(guò)低的膠料彈性模量小,油封的徑向力就小,因而密封性能比較差。而硬度過(guò)高的膠料彈性差,油封唇部追隨性能不好,因而也容易產(chǎn)生早期泄漏。硬度在65-75之間的油封有較好的密封性能,運轉時(shí)間長(cháng)而不漏。
這證明油封膠料在此硬度范圍內,油封的各項性能是比較適宜的。其徑向力、接觸寬度、摩擦扭矩等性能都比較適宜,且膠料彈性好,唇口有較好的追隨能力。唇口與軸接觸面間能夠構成一種較好的潤滑與摩擦狀態(tài),因而獲得了較好的密封效果。由此證明在一般條件下,普通油封的膠料硬度應選取在70±為宜。
骨架油封結構原理
骨架油封比較簡(jiǎn)單,一般有三部分組成:油封體、加強骨架和自緊螺旋彈簧。密封體按照不同部位又分為底部、腰部、刃口和密封唇等。通常,在自由狀態(tài)下的骨架油封,其內徑比軸徑小,即具有一定的“過(guò)盈量”。因此,當油封裝入油封座和軸上之后,油封刃口的壓力和自緊螺旋彈簧的收縮力對軸產(chǎn)生一定的徑向緊力,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間運行后,該壓力會(huì )迅速減小乃至消失,因而,加上彈簧可以隨時(shí)補償油封自緊力。
密封原理:由于在油封與軸之間存在著(zhù)油封刃口控制的油膜,此油膜具有流體潤滑特性。在液體表面張力的作用下,油膜的剛度恰好使油膜與空氣接觸端形成一個(gè)新月面,防止了工作介質(zhì)的泄漏,從而實(shí)現旋轉軸的密封。油封的密封能力,取決于密封面油膜的厚度,厚度過(guò)大,油封泄漏;厚度過(guò)小,可能發(fā)生干摩擦,引起油封和軸磨損;密封唇與軸之間沒(méi)有油膜,則易引起發(fā)熱、磨損。
因此,在安裝時(shí),必須在密封圈上涂些油,同時(shí)保證骨架油封與軸心線(xiàn)垂直,若不垂直,油封的密封唇會(huì )把潤滑油從軸上排干,也會(huì )導致密封唇的過(guò)度磨損。在運轉中,殼體內的潤滑劑微微滲出一點(diǎn),以達到在密封面處形成油膜的狀態(tài)最為理想。
(文章來(lái)源:橡膠技術(shù)網(wǎng))
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