旋转轴唇形密封圈(油封)的介绍

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摘要:旋转轴唇形密封圈俗称油封。它是安装在旋转轴和静止件之间,用于密封润滑油外泄和防止外界尘土、杂物侵入设备内部的动密封元件。普通油封的使用压力小于0.5MPa,耐压油封的工作压力可达1~12MPa。

旋转轴唇形密封圈俗称油封。它是安装在旋转轴和静止件之间,用于密封润滑油外泄和防止外界尘土、杂物侵入设备内部的动密封元件。普通油封的使用压力小于0.5MPa,耐压油封的工作压力可达1~12MPa。油封的工作温度范围与油封的材质有关,丁腈橡胶制作的油封一般在-40~+120℃,氟橡胶为-25~+200℃,丙烯酸酯橡胶为-20~+150℃。油封的工作线速度一般小于15m/s。

油封分以下几类:

  1. 按轴的旋转线速度高低分类,可分为低速油封(小于6m/s)和高速油封(大于6m/s)
  2. 按油封所能承受的压力高低分类,可分为常压型油封和耐压型油封。
  3. 按油封的结构及密封原理分类,可分为标准型油封和动力回流型油封。
  4. 按构成油封的组件材质分类,又可分为有骨架型油封和无骨架型油封;有弹簧型油封和无弹簧型油封。

通常,对油封的要求是:

  1. 结构简单,制作和装拆容易;
  2. 安装腔体的尺寸紧凑,加工方便;
  3. 密封性能好,能长时间保持密封效果;
  4. 对轴的振摆、偏心的适应性能好。

在自由状态下,油封的内径小于轴径,有一定的过盈量。这样,当油封装到轴上后,即使没有弹簧,也有一定的径向力作用在轴上。为了保证密封的可靠性,在油封唇缘的上方,加装一个弹簧。

依靠弹簧对轴的抱紧力来克服轴在旋转状态下,因振摆、跳动所造成的间隙,并使油封的唇缘能始终紧贴于轴的表面。维持油封密封性能的关键是介于唇缘于轴表面之间的一层油膜。因此,油封的密封原理是建立在滑动轴承的润滑理论上的。在轴旋转的动态过程中,油膜的厚度也在不断变化,其变动量一般约在20%~50%之间。油膜厚度变化的原因是维持油膜存在的表面张力在不断波动。而油膜的表面张力则与有的粘度、运动速度等因素有关。

一般认为油膜过厚,容易泄露;油膜太薄,则会导致干摩擦。理想的情况是保持“临界油膜厚度”,即始终保持临界润滑状态。而“临界油膜厚度”的形成与保持,与油封对轴的径向力的大小及其分布状况直接有关。所以尽量采用最小的径向力而得到更尖锐的“峰值”压力分布,可获得更佳的密封效果。

选择油封的材料时,必须考虑材料对工作介质、工作温度及唇缘在轴高速旋转时的适应性。一般油封工作时若其唇缘的温度高于工作介质温度20~50℃,应引起重视。常压性油封的使用压力一般不超过0.05MPa。当工作压力超过0.05MPa时,应选用耐压性油封。目前,国外耐压型油封的使用压力可达10MPa。油封的形式和种类很多,可按工作条件与使用要求查阅有关设计手册选用。油封安装时,为获得适当的初始径向力,应保证唇缘对旋转轴的过盈量要求。

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