骨架油封的相关知识.

一、骨架油封的结构：骨架油封的结构比较简单，一般有三部分组成：油封体、加强骨架和自紧螺旋弹簧。密封体按照不同部位又分为底部、腰部、刃口和密封唇等。通常，在自由状态下的骨架油封，其内径比轴径小，即具有一定的“过盈量”。因此，当油封装入油封座和轴上之后，油封刃口的压力和自紧螺旋弹簧的收缩力对轴产生一定的径向紧力，经过一段时间运行后，该压力会迅速减小乃至消失，因而，加上弹簧可以随时补 偿油封自紧力。二、密封原理：1 自由状态下，油封唇口内径比轴径小，具有一定的过盈量。2 安装后，油封刃口的过盈压力和自紧弹簧的收缩力对旋转轴产生 一定的径向压力。3 工作时，油封唇口在径向压力的作用下，形成 02505mm 宽的密封接触环带。在润滑油压力的作用下，油液渗入油封刃口与转轴之间形成极薄的一层油膜。油膜受油液表面张力的作用，在转轴和油封刃口外沿形成一个“新月面”防止油液外溢，起到密封作用。由于在油封与轴之间存在着油封刃口控制的油膜，此油膜具有流体润滑特性。在液体表面张力的作用下，油膜的刚度恰好使油膜与空气接触端形成一个新月面，防止了工作介质的泄漏，从而实现旋转轴的密封。油封的密封能力，取决于密封面油膜的厚度，厚度过大，油封泄漏；厚度过小，可能发生干摩擦，引起油封和轴磨损；密封唇与轴之间没有油膜，则易引起发热、磨损。因此，在安装时，必须在密封圈上涂些油，同时保证骨架油封与轴心线垂直，若不垂直，油封的密封唇会把润滑油从轴上排干，也会导致密封唇的过度磨损。在运转中，壳体内的润滑剂微微渗出一点，以达到在密封面处形成油膜的状态最 为理想。三、造成油封漏油的主要因素油封密封不严是造成漏油的主要因素，当轴出现磨损形成沟槽，即使更换新油封仍不能密封时，是由于油封唇口与轴的接触压力下降，造成安装后油封唇直径与轴径的过盈量太小。装配方法不当也是造成漏油的重要因素，如密封唇口撕裂、翻卷、自紧弹簧脱落等。 四、油封密封不严而漏油的对策1、 掌握和识别伪劣产品的基本知识，选购优质、标准的油封。2、 油封配合座孔的精度不低于 H8，表面粗糙度按 G 1031-83，Ra 不大于 3.2 m 且 Rmax 不大于 12.5 m( 5)。3、 轴与油封接触部分表面粗糙度按 GB1031-83，Ra 不大于 0.63 m，不小于 0.2 m（7-9）。精度为 h9。4、 轴的表面硬度应为 HRC3555，硬度深度不小于 0.33mm。5、 轴和座孔应加工有 1530的装配倒角。若设计时没有倒角， 也可以在装配时用油光锉刀人工修出装配倒角。6、 油封唇部接触部分表面不应有机加工螺纹痕迹。7、 安装时，若轴径外表面粗糙度低或有锈斑、锈蚀、起毛刺等 缺陷，要用细砂布或油石打磨光滑。8、 装配时需要注意安装方向：装有自紧弹簧的一面（即有凹槽的一面）朝向箱体内部，防尘唇向外。9、装配前在油封唇口或轴径对应位置涂上清洁机油或润滑油脂。装配时在油封外圈涂上密封胶，用硬纸把轴上的键槽或台阶部位包起来，避免划伤油封唇口或翻卷，用导向过渡套等专用工具将油封向里旋转压进，千万不能硬砸硬冲。以防油封变形或挤断弹簧而失效；若 出现唇口翻边、弹簧脱落和油封歪斜时必须拆下重新装入。10、 如轴径和轴承磨损严重；油封橡胶老化或弹簧失效等，应及 时进行修理和更换相应部件。11、 对不正常发热的部件或总成应及时排除故障；避免机械超速、超负荷运转，以防止油封唇口温度升高、橡胶老化、唇口快速磨损等。12、要经常检查机油油位，若机油杂质过多，存有合金粉末、金属铁屑时要彻底更换新机油。所换机油牌子和质量要符合季节的要 求。13、 暂时不用的油封，应妥善保管，防止沾上油污、灰尘或太阳 曝晒。14、 当轴径磨损成“V”形沟槽，使新的油封唇口与轴接触压力下降不能起封油作用时。可选用 AR 一 5 双组份胶粘剂粘补，既简便可靠又耐磨。也可以采用油封移位的方法进行弥补。具体方法是：一般的橡胶油封，可加垫片将油封向前或向后移位，错开轴径上的磨损沟槽。对于限位骨架油封，可车削骨架前端壳体 23mm，再加垫移位。油封的选择、装配与安装.油封按轴的旋转线速度高低分类，油封可分为低速油封（小于6m/s）和高速油封（大于 6m/s）。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。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。另外，按构成油封组件材质分类，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。一：油封的选择：与其他密封件的选择原则类似，选择油封也要根据密封介质和工作条件，选择油封类型和材料。工作条件主要考虑使用压力、工作线 速度、工作温度范围。选择油封的材料时，必须考虑材料对工作介质的相容性、对工作温度范围的适应性和唇缘对旋转轴高速旋转时的跟随能力。一般油封工作时其唇缘的温度高于工作介质温度 2050，在选择油封材料时 应予注意。详情请参照：橡胶种类及一般特性表在同一直径条件下，不同材料制造的油封，适应轴面旋转线速度的能力不同，其关系如下图所示。油封使用的线速度范围一般小于 15m/s.普通油封的使用压力一般不超过 0.05MPa。当工作压力超过这个 值时应选用耐压型油封。油封的工作范围与油封使用的材料有关：材料为丁晴橡胶（NBR）时为-40120，亚力克橡胶（ACM）-30180，氟橡胶（FPM） -25300。二、油封与轴的装配设计 ：1 油封及座孔的要求(1) 要保证油封座孔与旋转轴的同轴度.(2) 采用外骨架油封时应注意选择热膨胀系数与座孔材质相近的金属牌号的材料制作骨架,以确保油封装配后的牢靠性和可拆性.(3) 油封座孔的内径公差及表面粗糙度.应符合表 1 要求.(4) 为保证密封效果,油封的外径和圆度应满足表 2 要求.表 1 油封座孔及旋转轴的加工精度和粗糙度表面粗糙度/mm部位无骨架油封直径公差RaH11 3.2Rz12.5座孔骨架油封旋转轴H9 或 H8h9 或 f91.60.80.46.33.21.6表 2 油封外径和圆度公差外径公差油封外径 D圆度公差 50508080120120180180300300400外骨架式+0.20+0.08+0.23+0.09+0.25+0.10+0.28+0.12+0.35+0.15+0.45+0.20内骨架式+0.30+0.15+0.35+0.20+0.35+0.20+0.45+0.25+0.45+0.25+0.55+0.30外骨架式内骨架式0.18 0.250.25 0.350.30 0.500.40 0.65外径的 0.25% 0.80外径的 0.25% 0.102 旋转轴的设计要求旋转轴的表面硬度一般取 3040HRC。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，其值如表 3： 表 3 油封唇对轴的过盈量轴径2525 65 650.200.300.400.150.200.250.100.150.200.100.100.15三、油封的安装和使用油封是精密元件,装配与保管不当回影响使用性能.保管油封要防止灰尘、生锈和变形，油封不能受阳光直接照射，更不能受挤压。安装在轴上的油封，要防止轴和油封座槽生锈。装、拆油封时要注意 下列事项：(1) 油封安装时,应涂敷油液或润滑油.并将轴端和轴肩倒圆.(2) 安装油封时,一定要使唇缘端朝向被密封的油液一侧,切忌反 向装配.(3) 油封装入座孔时,应采用专用工具推入,防止位置偏斜.(4) 油封唇缘通过的螺纹,键槽,花键等处应采取各种措施来防止 唇缘损伤,并用专用工具装配.油封用主要橡胶种类与特长耐 耐 耐 耐 耐 耐温度范围油 碱 酸 水 候 磨 (C)注(2）性 性 性 性 性 性最低最高特长温度温度丁腈橡胶(NBR)氢化丁腈橡胶(HNBR)丙烯酸酯橡胶(ACM)耐矿物油，耐磨性好，在油封中使用 -40 +125 得最多但不能使用于酮类及酯类极性 溶剂中。保持丁腈橡胶密封的特性，耐热性、 -25 +140耐油性及耐候性比丁腈橡胶优良。保持与丁腈橡胶同 -25 +150 样好的耐油性、耐热性比硅橡胶稍硅橡胶(VMQ)氟橡胶(FKM)乙烯-丙烯橡胶(EPDM)差，但耐候性优良,耐碱性与耐水性比丁睛橡胶及其他橡胶要差些。兼有优良耐热性、耐寒性叫但耐候性 -60 +225 但耐碱性与耐水性比其他橡胶差一 些。具有超过硅橡胶耐热性,优良耐油性和耐化学药品性相 -20 +250 配合。在各种橡胶中是油封用橡胶性能平衡最优良的品 种。耐水性、耐极性溶剂性、耐无机药品 -40 +125 性及耐候性优良封用橡胶。但耐油性 差。丁苯橡胶(SBR)聚四氟乙烯(PTFE)纤维耐极性溶剂性、耐水性优良的封用橡 -45 +100胶。但耐油性差。耐热性、耐寒性、耐化学药品性及耐候性最优良，低摩 -65 +260 擦系数的油封用材料。但比橡胶的弹性 差。以合成纤维为主要原料，比向来的毛 -50 +160 毡材料的耐热性、耐松散性优良的材 料。丙烯乙烯氢化聚四丁腈酸硅橡 氯橡丙丁笨丁腈氟橡胶酯橡胶胶烯橡 橡胶橡胶乙烯胶胶发动机SAE#30 油SAE10W-#30 车辆用工业用 2 种 齿轮油(极压).合成基液力变矩器油.自动 变速器油DOT3(醇型)制动器DOT5(醇油型)DOT5(硅醇型) 汽轮机油 2 种 机械油(2 号锭子油)液压油(矿物油型)磷酸酯型难燃性液压油水+乙二醇 型切削油润湿脂矿物油硅基氟基R12+石蜡 型制冷剂R134a+醇 型汽油轻油.煤油 重油防冻液(乙二醇型) 水.温水海水水蒸气10%盐酸液30%硫酸液10%硝酸液40%氢氧化钠液苯乙醇丁酮备注： 有耐性 除特定场合外有耐性 除特定场合外无耐 性 无耐性聚氨酯材料物性M-90 M-95 A-95 DIN 标准硬度 2Shore A 902 902 9553505Hardness密度1.2 1.2 1.17 53479Density模數 100%MPa12 15 15 53504Modulus模數 300%MPa28 25 25 53504Modulus斷裂延伸率%()480 480 520 53504Ultimate Elongation拉伸強度MPa45 48 55 53504Tensile Strength壓縮永久變形 24H/70%()33 30 30 53517Compression Set壓縮永久變形 24H/100%()35 35 35 53517Compression Set耐磨損性40 40 40 53616Abrasion脆化溫度-45 -40 -45 53513Brittle Point密封件的泄露与排除1、引起密封泄露的因素（1）安装问题:1 密封安装方向错误导致泄漏2 安装时混入,或管路内异物,粉尘,进入密封引起泄漏 3 装配不良造成密封损坏引起泄漏4 密封杆表面划痕引起泄漏5 焊接加工时,6 同心度不够导致偏心，偏负荷引起泄漏7 涂层加工不匀，涂料进入密封圈（2） 密封选用问题1 因压力过高造成间隙咬伤2 混入空气后，绝热压缩引起密封烧损3 密封材料与介质不相容，引起膨胀等材料变质反映 4 高温引起材料变质略化5 低温导致材料硬化，收缩二引起泄漏6 高频往复运动导致密封件发热，干磨7 低压，低速时，运动不平稳8 润滑不良导致密封磨损加剧9 因元件受到震动因起泄漏10 环境粉尘引起密封圈异常磨损11 密封沟槽生锈引起泄漏（3）密封装配设计问题1 导向支承件材料选用不当，损伤缸筒，活塞杆2 摩擦副间隙不合适，导致间隙挤出咬伤3 缸筒活塞缸端部的螺纹导角不当，损伤密封圈4 刚度，自重计算错误引起运动状态不良5 密封安装导角不当损伤密封圈6 滑动面粗糙度不合适，磨损密封圈7 电镀不均匀，密封通过的表面上开孔，划伤，磨损密封圈8 密封沟槽，特别是轴密封槽粗糙度不够，磨损，损伤密封件 9 活塞，活塞杆镀层气孔引起泄漏10 润滑不良磨损，咬伤缸筒，活塞杆（4）保管问题1 保管，运输时受到高温，引起密封材料变质，略化2 强阳光臭氧，放射线引起密封材料变质3 缺乏适当的保存方法，使密封圈变形4 长期存放引起密封材料老化2、旋转动密封泄露排除（1）泄漏过多。原因及措施：1 装配不良 ：正确安装密封圈，勿反装或错位2 唇边压力不足（油封） ： 校核密封尺寸正确与否，弹簧是否 正常工作3 轴粗糙或有斑疤 ： 降低轴的粗糙度，或选用较软的密封件或 其他密封材料4 密封唇开裂 ： 可能是由于轴表面粗糙，使用的密封材料不正 确或速度，温度太高等原因造成5 密封圈损坏或磨坏 ： 更换密封圈并提高密封圈乃磨性（2）摩擦大。原因及措施：1 润滑不良 ： 可能许改换成聚四氟乙烯摩擦面2 预加载荷过大 ： 可能许改换密封型式3 压力过大 ：可能许改换密封型式（3）密封损坏。原因及措施：1 安装不当或粗心 ： 利用适当的技术和工具2 轴粗糙 ： 查看表面粗糙度和倒角技术要求3 有磨粒存在（还表现为轴磨损），在多尘环境中配用防尘密封 （4）密封过分磨损。原因及措施：1 密封型式或材料选用错误 ：根据工作条件配用型式更为适合 的密封2 压力过高 ：根据工作条件配用型式更为适合的密封3 温度过高 ：根据工作条件配用型式更为适合的密封3、往复运动密封泄露排除（1）摩擦大。原因及措施：1 装配不良 ； 按照该密封件的推荐标准校核，必要时减少过盈 量或压力2 密封尺寸不当 ： 校核尺寸规格3 表面粗糙度太大 ： 降低表面粗糙度或采用可在粗糙表面摩擦 的密封材料4 摩擦运动速度大 ： 可能需改变密封型式5 密封介质工作压力过大 ： 可能需改变密封型式或密封件材料 （2）爬行。原因及措施：1 密封件干摩擦 ： 改善工作条件2 表面粗糙度太大 ：降低表面粗糙度或采用可在粗糙表面摩擦 的密封材料3 润滑油膜形成不良 ： 改善工作条件或改变密封型式（如采用 聚四氟乙烯组合密封（3）泄漏过多。原因及措施：1 密封件装反 ： 校核，或必要时采用双向密封2 预加载荷不足 ： 校核尺寸和预加载荷3 密封件收缩 ： 检查密封材料与密封介质是否相容4 密封件磨损 ： 更换密封件，检查磨损原因，如果寿命低考虑更换密封型式（4）密封损坏。原因及措施：1 最初装配不当 ： 按要求更换密封件，并认真检查安装状态 2 扭转失效（O 型密封圈） ： 校核几何和 O 型圈的适用性3 间隙咬伤 ： 减少挤出间隙，必要是加设当圈4 磨损 ： 校核尺寸，必要时调整挤出间隙4、密封件的存放(一) 在储存密封件时,请注意以下事项： 没有必要时不要打开密封件包装，否则灰尘将粘在密封件上 或刮伤密封件 存放在阴凉处，不要放在阳光直接照射处，紫外线和水汽会 加速橡胶和塑料变质和尺寸变化 当存放为包装的产品时，小心不要粘上或包进杂质，按原来 状态存放。尼龙要封紧以防水份引起尺寸变化 请不要密封件放在靠近热源的地方，比如，锅炉，炉子等， 热会加速密封件老化 不要将密封件放在靠近电视和产生臭氧的地方 不要用针，铁线，绳子悬挂密封件，否则，将会密封件变形， 损坏唇口 有时，密封件表面发生颜色变化或出现白色粉末（起霜现象）， 不会影响密封件的性能 组合密封的 RAREFLON 环，如跌落或受外边冲击，很容易刮伤，要特别小心处理骨架油封结构及装配骨架油封比较简单，一般有三部分组成：油封体、加强骨架和自紧螺旋弹簧。密封体按照不同部位又分为底部、腰部、刃口和密封唇等。通常，在自由状态下的骨架油封，其内径比轴径小，即具有一定的“过盈量”。因此，当油封装入油封座和轴上之后，油封刃口的压力和自紧螺旋弹簧的收缩力对轴产生一定的径向紧力，经过一段时间运行后，该压力会迅速减小乃至消失，因而，加上弹簧可以随时补偿油封 自紧力。密封原理：由于在油封与轴之间存在着油封刃口控制的油膜，此油膜具有流体润滑特性。在液体表面张力的作用下，油膜的刚度恰好使油膜与空气接触端形成一个新月面，防止了工作介质的泄漏，从而实现旋转轴的密封。油封的密封能力，取决于密封面油膜的厚度，厚度过大，油封泄漏；厚度过小，可能发生干摩擦，引起油封和轴磨损；密封唇与 轴之间没有油膜，则易引起发热、磨损。因此，在安装时，必须在密封圈上涂些油，同时保证骨架油封与轴心线垂直，若不垂直，油封的密封唇会把润滑油从轴上排干，也会导致密封唇的过度磨损。在运转中，壳体内的润滑剂微微渗出一点， 以达到在密封面处形成油膜的状态最为理想。骨架油封装配时的注意事项：1. 领取固定的油封数量.1. 从油封领取到装配,必须保持乾净.1. 装配前,做好油封检查,量好油封各部位尺寸是否与轴及腔 体尺寸相符.油封在安装前，先将轴径的尺寸与油封的内径尺寸对照清楚，要相符。腔体内尺寸要与油封的外径宽度相适合.检查油封的唇口有没有损伤、变形，弹簧有没有脱落、生锈。防止油封在运输过程 当中无平放,受外力挤压和撞击等影响,而破坏其真圆度.四. 装配前做好机加工检查程序.量好腔体与轴各部分尺寸是否 正确.尤其内倒角.不能有坡度.轴与腔体的端面加工要光洁，倒角没有损伤和毛刺,清洁装配部位，在轴的装入处(倒角)部份不能有毛刺、沙子、铁屑等杂物， 会产生油封唇口不规则的损伤，建议倒角部位采用 r 角。5. 在操作技巧上，可以用手感觉一下，是否光滑、真圆。6. 油封在安装前不要太早将包装纸撕开，防止杂物附著在油封 表面而带入工作中。7. 装机前，油封应在唇口之间适量涂抹上添加有二硫化钼的锂基酯，防止轴在瞬间启动时，对唇口造成干磨现象，影响唇口的过盈量，并应尽快，装配。装好油封的油封座，如果不是马上装机，则建议在上面用布覆盖防止异物附著油封。涂锂基脂的手或工具一定要干 净。八. 油封要平装，不能有倾斜的现象。建议采用油压设备或套筒工具安装。压力不要太大，速度要均匀、要慢。九. 对於此次所装油封之机台,做上标记以利追踪,用心注意整 个流程.什么是油封.机械密封的基本概念：机械密封是指由至少一对垂直于旋转轴线的端面在流体压力和补偿机构弹力（或磁力）的作用下以及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄漏的装置。补偿环的辅助密封为金属波 纹管的称为波纹管机械密封。机械密封的组成：主要有以下四类部件。a.主要密封件：动环和静环。b.辅助密封件：密封圈。c.压紧件：弹簧、推环。d.传动件：弹箕座及键或固定 螺。 机封工作应注意问题：1.安装时注意事项a.要十分注意避免安装中所产生的安装偏差 （1）上紧压盖应在联轴器找正后进行，螺栓应均匀上支，防止压盖端面偏斜，用塞尺检查各点，其误差不大于 0.05 毫米。 （2）检查压盖与轴或轴套外径的配合间隙（即同心度），四周要均匀，用塞尺检查各点允差 不大于 0.01 毫米。b.弹簧压缩量要按规定进行，不允许有过大或过小现象，要求误差 2.00 毫米。过大会增加端面比压，另速端面磨损。过小会造成比 压不足而不能起到密封作用。c.动环安装后髯保证能在轴上灵活移动，将动环压向弹簧后应能 自动弹回来。2.拆卸时注意事项a.在拆卸机械密封时要仔细，严禁动用手锤和扁铲，以免损坏密封元件。可做一对钢丝勾子，在对自负盈亏方向伸入传动座缺口处，将密封装置拉出。如果结垢拆卸不下时，应清洗干净后再进行拆卸。b. 如果在泵两端都用机械密封时，在装配，拆卸过程中互相照顾， 防止顾此失彼。c. 对运行过的机械密封，凡有压盖松动使密封发生移动的情况，则动静环零件必须更换，不应重新上紧继续使用。因为在之样楹动后，摩擦副原来运转轨迹会发生变动，接触面的密封性就很容易遭到破 坏。机封正常运行和维护问题：1. 启动前的准备工作及注意事项a. 全面检查机械密封，以及附属装置和管线安装是否齐全，是否 符合技术要求。b. 机械密封启动前进行静压试验，检查机械密封是否有泄漏现象。若泄漏较多，应查清原因设法消除。如仍无效，则应拆卸检查并 重新安装。一般静压试验压力用 23 公斤/平方厘米。c.按泵旋向盘车，检查是否轻快均匀。如盘车吃力或不动时，则 应检查装配尺寸是否错误，安装是否合理。2.安装与停运a.启动前应保持密封腔内充满液体。对于输送凝固的介质时，应用蒸气将密封腔加热使介质熔化。启动前必须盘车，以防止突然启动 而造成软环碎裂。b. 对于利用泵外封油系统的机械密封，应先启动封油系统。停车 后最后停止封油系统。c. 热油泵停运后不能马上停止封油腔及端面密封的冷却水，应待端面密封处油温降到 80 度以下时，才可以停止冷却水，以免损坏密 封零件。3.运转a. 泵启动后若有轻微泄漏现象，应观察一段时间。如连续运行4 小时，泄漏量仍不减小，则应停泵检查。b. 泵的操作压力应平稳，压力波动不大于 1 公斤/平方厘米。c. 泵在运转中，应避免发生抽空现象，以免造成密封面干摩擦及 密封破坏。d. 密封情况要经常检查。运转中，当其泄漏超过标准时，重质油不大于 5 滴/分，轻质油不大于 10/分，如 2-3 日内仍无好转趋势， 则应停泵栓查密封装置。