油封知识介绍课件

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1、油封知识介绍,目录,什么是油封 油封的密封原理 油封的种类 油封的材料 油封的选择 油封安装部分的设计 油封的使用方法,1.什么是油封,油封是密封用机械元件,又称旋转轴唇形密封圈. 机械的摩擦部分由于在机械运转时有油进入,为防止这些油从机械的间中泄漏而使用油封.但由于随着科学技术的发展,除了油以外还需要防止水与化学药液的泄漏及尘埃及土砂从外部侵入,此时也要使用油封.,（图1）密封装置的分类,从（图-1）可见,具有密封作用的装置除油封以外还有o型圈,唇形密封圈,基础密封圈,机械密封等.其中油封时在旋转轴部分中使用得最多得密封。,我们以身边得汽车为例说明油封是怎么样使用的。（图2）是汽车发动机使用

2、油封的例子。,（图2）发动机应用例,活塞的往复运动通过连杆变换为曲轴的旋转运动。曲轴由金属轴承支承。由于对这些轴承与其它类似的滑动部分进行润滑，在油底壳中贮有发动机油。油底壳固定在曲轴箱上，不运动的曲轴箱与回转的曲轴之间，必须有间隙。在旋转轴与箱体间的间隙和往复的轴与箱体间的间隙，有防止泄漏的密封装置，即油封。 还有（图3）所示为使用齿轮传动马达的使用例：,油封各部位的作用,（图4）为油封各部位的名称，（表1）所示为油封各部位的作用。,（表1）油封各部位的作用,2.油封的密封原理,油封为什么能密封流体？关于解释清楚油封的密封原理，是一个长期的课题。许多学者与研究人员经过努力，现在已大体上可解释

3、清楚基本原理。,润滑特性,油封装入机械装置内后，在静止时及轴运转时，主要作用是密封。另外，重要特性之一是唇部摩擦力小，磨损少。 对油封寿命有影响的是唇口滑动面的润滑特性。 在此从宏观的现象对润滑特性予以说明。 为了把握油封的润滑状态，评价其摩擦特性是很重要的。 为此，在（图1）这样的状态下将油封安装在试验机上，使轴在各种条件下回转，测量其摩擦力。,从（图2）可以得到油封的形状及由使用条件所决定的无量纲特征数G与此时的摩擦系数f的关系。 这里摩擦系数f与无量纲特征数G的关系由（1）表示 ：f=G1/3. (1),式中：f=摩擦系数 由油膜状态决定的常数 G无量纲特征数（.u.b/Pr ） Pr=

4、唇口的紧迫力（或接触力）（Nkgf =密封流体的粘度（N.S/cm2kgf.s/cm2 u = 圆周速度（cm/s) b=唇口部的接触宽度（cm),（图2）中，在润滑理论里摩擦特性呈正倾斜领域的现象，可说明流体润滑的特性，在这种润滑状态下与轴承的特性相同，油封的摩擦特性受流体的粘度与滑动速度的支配，在此滑动部分有油膜存在。从宏观上看，油封与轴的相互滑动表面在由油膜分离的润滑状态下运动，因此保持油封的摩擦力小，磨损少。,密封原理,油封滑动接触面上油的流动是从大气侧流向油侧又从油侧流向大气侧的循环，滑动面的润滑良好，可防止磨损的进行，由此没有泄漏。从理论研究上说清楚了这个密封原理是由滑动面的凹凸（

5、或坡度）与发生接触部分的压力分布所决定。 为了从宏观现象理解这个概述，可作如下说明。 油封唇口材料是形成油封滑动面凸凹的一个重要因素。（图3)所示为唇口材料不同时的滑动面状态。由图可看到唇口材料A比唇口材料B形成较多凹凸。,使用这两种唇口材料，在相同接触压力分布下，制造油封。 由于一般很难测量出大气的送入量代之以反向在油封安装内侧装满油，测量从大气侧流出油量，使用掌握正安装时的流体送入量的方法。 在（图4）中所示，是正安装时油的密封状态，也就是大气从油侧送入的状态，是反向安装时油从大气侧泄漏的状态。,在中，测量油从大气中单位时间的平均泄漏量（相当于正安装时流体送入量）可以定量的掌握油封具有密封

6、功能的一部分。 结果可以确认，唇口材料A比唇口材料B具有较高的从大气侧向油侧送入流体的能力。这里将此结果固定在唇部形状，即使相同唇口材料，唇口形状改变等，接触压力分布的图形也是变化的，因此送入能力是变化的。,以上是支配油封的密封原理的两个因素，（润滑特性，密封原理），对唇口材料，唇部形状这两个设计因素有微妙的控制。此外，从微观的观点看，滑动接触面内循环流的吸入，吐出领域内的平均膜厚控制的想法，不用说，从材料科学的观点进行设计也是必要的。 根据上述设计思想，特别是力求自主开发唇口材料，针对各种各样的条件开发油封。 今后一起投入力量深入开发，努力供给高性能，高品质的产品。,3.油封的种类,关于标准

7、油封 关于一般油封 标准油封的种类与特点 一般油封的种类与特点 其它油封的介绍,标准油封,标准油封是根据在世界市场上多年实绩和用户要求选定的代表性的油封，考虑了如下条件。 1. 通用性 在通常的运转条件下有可能使用的油封。（标准型式，标准材料） 记号：关于通常的运转条件，请参照E-6,E-7 2. 容易得到 很容易从世界各国得到。 3. 考虑国际规格与日本规格包含有ISO规格 （标准），JIS规格，JASO规格规定的主要型式，尺寸系列（标准型式，标准尺寸：轴径300mm以下） 关于标准油封请参照“（表1）标准油封的种类与特长”,一般油封,一般油封是标准油封以外的油封，是按照特定的机械和特殊的条

8、件，特别的要求设计的油封。 在 一般油封中，比较通用的产品和完整的尺寸系列及型式请参照“（表21），（表22） 一般油封的种类和特长”。除此以外的油封，在 “(表3）其它油封的介绍”中记载了其中一部分。 另外在本样本中未记载的油封（型式，尺寸符合标准，但材料是非标准的场合，以及型式，材料符合标准，而尺寸不同的场合，还有其他油封），请通过其他途径商谈。,标准油封的种类与特长（表1）,4. 油封的材料,橡胶 1.橡胶的种类及一般特性 2.唇口材料的种种类与主要用途 弹簧和金属骨架,2.唇口材料的种类与主要用途,（表1）所介绍的各种橡胶，配合用途准备齐全各种唇口材料（表3）所示为SCG代表性唇口材料

9、的种类与用途。 各种唇口材料，除了密封作用（密封性）优良以外，还需要考虑到原料所具有的性质，由配合技术进行平衡。 这样，由平衡得到唇口材料的性质时，选择好原料与配合化学药品，配合技术很重要。为了得到对油封最适当的材料而根据各种材料的密封性能及基础研发了原料与化学药品（添加剂）。这些研究成果对提高配合技术，制成优良唇口材料发挥作用。,（表2）及（表3）概述了各种耐性及温度范围，在实际使用时请参照 “5章的油封的选择”，请仔细研究一下。 特别时因为在使用时温度受到密封介质的种类，工作条件等复杂的影响，必须注意油封的功能。 橡胶在受到温度影响时，在高温下橡胶受热或热与油，化学药品，臭氧等影响而切断橡

10、胶的高分子，而过分增加键，失去橡胶类弹性，产生化学变化。根据温度与时间的相关性而确定使用温度。如果只有段时间的高温，从长期考虑，可用较低使用温度。 另一方面，在低温下组成橡胶的高分子而失去活性，硬度发生变化，这种现象大致随着温度的变化，是具有可逆性的物理变化。即使反复的低温一常温循环，在常温下仍可保持橡胶类的弹性。,弹簧和金属骨架,（表4）所示为油封弹簧及金属骨架所使用的材料。弹簧及金属骨架的标准材料用于润滑油及润滑脂所用的油封。弹簧及金属骨架的专用材料用于水及有腐蚀性的化学药液及气体所用的油封。,5.油封的选择,为了充分发挥油封的功能，必须根据使用条件选定最适合的型式与材料。 本章主要指示在

11、此有记载的油封型式的选择与允许范围。因此，在此未记载的选择结果，选择的品种(型式，材料，尺寸），请根据其它途径定购。,选择程序,选定型式 请根据（图1）“选定型式的流程图”选定型式。 2. 选定唇口的材料 考虑现有品种及型式的适用条件，设定该型式的唇口材料（参照表（表1）“按型式划分唇口材料”）。（表3）“标准油封的允许使用范围标准”。（表4）“一般油封的允许使用范围标准”. 3. 选定金属材料 和唇口材料一样，对引述材料设定了该型式的弹簧与金属骨架材料。（表2）指示按型式划分的金属材料。请用4章中（表4） “弹簧及金属骨架材料的种类及适用介质”确认是否可用。 4. 选定尺寸 与使用处 的轴直

12、径，腔体直径及宽度相匹配尺寸的油封,表1,关于油封的允许温度范围,上述指示了唇口材料的允许温度范围的目标，实际的极限跟随同密封介质的种类，使用时间等重要因素变化，因此取决于考虑好这些重要因素，选定唇口材料，此处以代表型式S型油封汇集其事例，请参考。 还有，T型密封唇的温升请考虑S型密封唇温升的2倍，而V型，K型则于S型相同。,为了选择油封密封唇材料，需要大致推定唇部的温度（T0），对机器，装置赏安装油封附近的密封介质最高常温（T1）与由于轴和唇部滑动而发生唇部温升（T2）（参照图3）可进行推定。,（图3）随同回转而在唇端产生的温升目标值（S型）,也就是说下面的（1）式计算唇端的温度（T0）。

13、T0 T1 T2（1） 式中， T0：唇端部的温度 T1：油封附近的密封介质的温度 （最高常用温度） T2：唇部 温升,根据唇端的温度与密封介质可选择唇口材料，（表5）赏指示的唇口材料允许温度（T）的上限值，需要选定。 唇口材料的允许温度可因机器的运转状态而改变。 （表5）所示的树脂，最高常温温度，是在使用时全部运转时间的30以内的场合下的温度，当在最高常用温度下的使用时间超过30时，估计允许温度约低20。另外使用齿轮油与高粘度硅油的场合下，为（图3）唇部温升（T2）的1.5倍，或在润滑脂的场合下唇部温升为3倍。,例题,由右面所示使用条件，选定SC型，那么接着选用什么橡胶材料才合适呢。,程序1

14、/密封介质与常用温度状态如何？,密封介质的种类.内燃机油（SAE#30) 密封介质的常用温度.80 在最高常用温度下的使用时间.约为全部运转时间的5,程序2/唇端温度值大致为多少？,从使用条件看，最常用温度T1=80 唇部温升.T213（由图3读取） 唇端部温度：T0T0=T1+T2 = 80+13=93,程序3/从温度与密封介质看，使用社那么唇口材料,在最高常用温度下的使用时间约为全部运转时间的50，从（表5）看到唇口材料的允许温度为：T-20 也就是求出T-20T0，在计算时取TT0+20,将此数值代入，得T9320113。 将此结果和（表5）得密封介质得种类（内燃机油SAE#30)栏对照

15、，可使用丁睛橡胶（701C）,例题,由右面所示使用条件，选定SB型，那么接着选用什么橡胶材料才合适呢。,程序1/密封介质与常用温度状态如何,密封介质的种类双曲线齿轮油（SAE#90) 密封介质的最高常用温度.90 在最高常用温度下的使用时间.约为全部运转时间的20,从使用条件看，最高常用温度.T190 唇部温升T2=27（由图3读取），但由于使用齿轮油，乘1.5倍 T2=27*1.540 唇端部温度：T0=T1+T2 =90+40=130,程序2/唇端温度值大致为多少？,在最高常用温度下的使用时间约为全部运转时间的20，从（表5）看到唇口材料的允许温度上限值照旧使用。 即：TT0,以T0为13

16、0代入可得 T130 将此结果和（表5）的密封介质的种类（双曲线齿轮油）栏对照，可选定丙烯酸酯橡胶805A，由于丙烯酸酯橡胶的允许温度上限T0=130，需要选用上一个等级的唇口材料氟橡胶（753D）,程序3/从温度与密封介质看，使用什么唇口材料,（表5）S型油封唇口材料在不同密封介质下允许温度,6.油封安装部位的设计,轴 1.轴的设计规格与倒角部分的形状与尺寸 2.对轴设计的意见 腔体 1.腔体的设计规格 2.腔体孔的形状与尺寸 3.对腔体设计的意见,关于安装油封的轴与腔体的设计规格如下所示。对各型式轴的设计规格与倒角部分的规格及腔体孔的设计规格与形状，尺寸如（表1）所示,轴,1. 轴的设计规格与倒角（棱）部分的形状 轴的设计规格见（表2），轴的倒角部分的形状与尺寸 如（表3），（表4）所示,2.对轴的设计意见,安装油封的轴的材质，硬度，加工方法等都对油封性能有显著