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隨著我國工業的調整發展油封等密封制品的使用性能和壽命顯得越來越重要。目前我國工業油封的使用性能及壽命與國外相比還存在著一定的差距。結合這方面的問題談一談影響油封使用性能及壽命的幾個因素。

  1 油封的結構選擇

  油封的結構形式是多種多樣的。在使用中經常采用的有單唇型、雙唇型、耐壓型、抗偏心型、單向回流型、雙向回流型等油封所以在使用時根據條件用途的不同正確的選擇其結構形式關系到油封的使用性能及壽命。如在有灰塵條件下使用將導致油封的使用性能下降應選用有防塵結構設計的油封。

  2 油封材質的選擇

  目前國內常用的油封材料仍主要是丁腈橡膠、丙烯酸酯橡膠、聚氨酯橡膠等材料從材料的配方來看硬度、壓縮永久變形、耐老化性能、膨脹量、耐磨性、耐高低溫性能都是材料要求的主要項目。如材料的耐高低溫性能在低轉速使用溫度在-20~80℃范圍時可選用丁腈橡膠、聚氨酯橡膠材料;在中轉速使用溫度在-40~150℃范圍時可選用丙烯酸酯橡膠、氯磺聚乙烯和硅橡膠等材料;在高轉速使用溫度在-20~180℃范圍時可采用硅橡膠、硅氟橡膠或氟橡膠因丙烯酸酯橡膠耐熱性能較好也可以采用丙烯酸酯橡膠。所以在不同的使用介質、溫度、壓力條件下選擇不同材料配方是很重要的。又如油封的硬度與橡膠的彈性模量有關油封的硬度變化會影響油封唇口與旋轉軸之間的接觸壓力、接觸寬度、摩擦特性等。油封唇口應具有一定的回彈性可減少與軸的摩擦與摩擦熱適當的硬度可提高油封的使用壽命。在油封的使用中油封材質的硬度是變化的如選用油封材質硬度過高與軸產生摩擦熱唇口部位溫升快、易于加快老化變硬油封使用壽命縮短。如油封材質硬度過低在使用中當密封介質油壓力過大時油封會產生腰部變形而漏油。當油封使用介質壓力大時材料硬度可略高一些汽車用油封多數情況下是在低壓條件下使用一般油封膠料硬度可在70±5HA或60±5HA。

  3 油封唇口與旋轉軸的過盈量和偏心

  油封唇口與旋轉軸之間的過盈作用主要是使密封唇有跟隨軸心和軸徑向跳動的能力補償使用過程中密封唇口的磨損及給予旋轉軸適當的徑向力。一般情況下油封安裝后存在一定的偏心和軸加工后存在的徑向跳動是難以避免的。這時需要油封唇口與旋轉軸表面有一定的過盈量。對唇口的過盈量應盡量的小但是當油封唇口對旋轉軸表面的過盈量過小唇口不能跟隨或補償軸的偏心時則會產生縫隙而引起泄漏當油封唇口對旋轉軸表面的過盈過大則唇口對軸表面徑向壓力也會加大。油封唇口與軸表面的摩擦力加大使油封唇口的溫度上升隨著摩擦時間的加長唇口溫度上升就高加速油封唇口的老化變脆、油封唇口的磨損加大、油封的使用性能下降和使用壽命降低。目前油封唇口過盈量隨軸的直徑變化而變化常推薦的油封唇口過盈量在0.15~0.9mm范圍。

  4 軸的偏心與跳動和軸的表面粗糙度

  軸的偏心和跳動是影響油封使用壽命及泄漏的一個主要因素。油封在安裝和使用中存在一定量的偏心是不可避免的。軸有裝配偏心和軸徑向跳動兩種情況裝配偏心一般油封中心線與旋轉軸中心線的偏差主要是油封安裝槽孔的加工及油封模具加工精度和油封的生產工藝問題以及油封安裝不當等原因造成的。軸的偏心和軸的跳動主要是軸加工時圓度偏差造成的。徑向跳動的原因較多在軸的徑向跳動量較大的情況下唇口圓周部分跟不上軸徑向跳動所產生的間隙這種跳動和偏心使唇口與旋轉軸表面油膜紊亂造成油封漏油。這就要求油封唇口對軸的跳動和偏心隨著轉速的提高而提高跟隨作用軸的偏心量越小越好。解決軸的偏心一般可采用油封唇口加長、適當加大過盈量及選擇軟硬適度的材質等辦法;對于軸的表面粗糙度也有相應的要求軸的表面粗糙度對油封唇口的磨損有一定影響。如軸的表面過于粗糙軸加工后表面存在較明顯的加工刀痕、劃痕、毛刺和碰傷等極容易造成油封唇口的磨損這時油封安裝后很快會出現泄漏現象。在實際使用中要求提高軸的表面粗糙度一般Ra為1.6~0.4μm。

  5 摩擦扭矩與油封唇口的溫升

  油封唇口對軸的徑向力越大則油封唇口與軸表面之間的摩擦扭矩也越大從而造成油封唇口的溫度越高一般唇口溫度比油溫高出10~40℃。油封唇口與軸表面接觸產生摩擦消耗的機械能轉變成為熱能積聚在接觸部位造成唇口部位溫度升高加速了唇口部位的老化、變硬和加劇磨損影響油封的使用性能和壽命。由于摩擦扭矩與油封徑向力有密切關系一般高轉速軸采用油封的徑向力取低值低轉速軸油封徑向力取高值。以達到較好的密封性能和使用壽命。

  6 油封的安裝與保管

  油封應保存在干燥、干凈的環境中油封件必須加包裝、碼放整齊不得任意堆壓。不能用線或繩穿在一起以免損傷油封唇口部分影響使用壽命。另外由于安裝方法不當造成油封唇口的損傷而影響密封效果也易影響油封使用壽命以及造成故障和泄漏等問題。安裝油封可按下面的程序。

  a.安裝前應仔細檢查軸表面是否有毛刺、加工刀痕等以防損傷油封唇口。

  b.仔細檢查油封唇口是否有損壞及外觀有無灰塵和雜質。

  c.密封凸緣上涂干凈的潤滑脂便于安裝及防止安裝時劃傷唇口。作為防塵作用的油封應填滿潤滑脂。

  d.對油封彈簧要認真檢查尺寸公差正確進行安裝。

  e.在軸凸肩的邊緣為了便于油封安裝使唇口不受損傷、應有圓角或倒角、油封安裝沿軸通過時應稍微將軸旋轉一下以利安裝操作。

  f.把油封壓入孔座時應均勻而平穩的軸向加壓工具直徑應小于油封直徑油封不應傾斜裝入孔座內壓入傾斜裝入易使油封唇口使用時受損。

  g.油封安裝時不應較長時間中斷以免軸的重量使油封受壓而變形使唇口造成損傷。所以要得到良好的密封性能和較長的使用壽命必須注意油封的保管和安裝。

  鑒于國內汽車工業油封密封中的一些問題建議中國汽車工程學會非金屬材料分會對國產汽車所使用的油封等密封制品組織擬訂制品標準、檢測標準包括油封性能標準。要求生產廠家對生產制做工藝、材料及產品性能的主要項目進行統一考核、檢查經有關技術監督機構認證后方可生產以提高我國汽車產品用油封及密封制品的水平。對于油封產品的設計及材料選用以及對油封等密封制品的保管、安裝、使用等一系列技術問題經常開展基礎理論的討論及技術交流這將對解決國內汽車產品漏油問題有著重要意義。
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