油封材料及结构介绍

油封，即润滑油的密封。其功用在于将油腔和外界隔离，对内封油，对外防尘。

1.油封的特点与技术参数

油封与其他唇形密封的不同之处在于具有回弹能力更大的唇部，密封接触面宽度很窄（约为0.5mm），且接触应力的分布呈尖角形。图6-1为油封的典型结构及唇口接触应力示意图。油封的截面形状及箍紧弹簧，使唇口对轴具有较好的追随补偿性。因此，油封能以较小的唇口径向力获得较好的密封效果。

图6-1 油封结构及唇口接触应力分布示意图

a）油封结构 b）唇口接触应力分布

1—唇口 2—冠部 3—弹簧 4—骨架 5—底部 6—腰部 7—副唇

油封与其他密封装置相比有下列优点：①结构简单、容易制造。简单油封一次便可以模压成形，即使最复杂的油封，制造工艺也不复杂，金属骨架油封也只需经过冲压、胶接、镶嵌、模压等工序即可将金属与橡胶组成所要求的油封。②重量轻、耗材少。每种油封都是薄壁的金属件与橡胶件的组合，其材料耗费极少，因而每个油封的重量很轻。③油封所需安装位置小，轴向尺寸小，容易加工，可使机器紧凑。④密封性能好，使用寿命较长。对机器的振动和主轴的偏心都有一定的适应性。⑤拆卸容易、检修方便。⑥价格便宜。

油封的缺点在于不能承受高压，所以只能作轴承润滑油的密封。

油封的工作范围如下：

工作压力：约0.3MPa。

密封面线速度：低速型<4m/s，高速型4～15m/s。

工作温度：−60～150℃（与橡胶种类有关）。

适用介质：油、水及弱腐蚀性液体。

寿命：500～2000h。

2.油封的结构(www.xing528.com)

常用油封的结构如图6-2所示。

图6-2 油封结构

a）粘接结构 b）装配结构 c）橡胶包骨架结构 d）全胶结构

1）粘接结构。这种结构的特点在于橡胶部分和金属骨架可以分别加工制造，再用胶粘接在一起，成为外露骨架型，有制造简单、价格便宜等优点，美、日等国多采用此种结构。它们的截面形状如图6-2a所示。

2）装配结构。它是把橡胶唇部、金属骨架和弹簧圈三者装配起来而组成油封。它有内外骨架把橡胶唇部夹紧。通常还有一挡板，以防弹簧脱出。它们的截面形状如图6-2b所示。

3）橡胶包骨架结构。它是把冲压好的金属骨架包在橡胶之中成为内包骨架型，其制造工艺稍微复杂一些，但刚度好，易装配，且对钢板材料要求不高。它们的截面形状如图6-2c所示。

4）全胶油封。这种油封无骨架，有的甚至无弹簧，整体由橡胶模压成形。其特点是刚度差，易产生塑性变形。但是它可以切口使用，这对于不能从轴端装入而又必须用油封的部位是仅有的一种形式，如图6-2d所示。

3.油封材料

油封处于大气和油的环境中，所以要求材料的耐油性、耐大气老化性能良好；同时它常遇灰尘、泥水，且有很高的转速，因此要求耐磨性和耐热性良好。某些特殊情况例如油封用来密封化学品时，则要求其材料应与介质相适应。

用作油封的橡胶主要是丁腈橡胶、丙烯酸酯橡胶和聚氨酯橡胶，特殊情况用到硅橡胶、氟橡胶和聚四氟乙烯树脂。丁腈橡胶的耐油性能优异；橡胶弹性体的耐磨性能突出；而硅橡胶耐高、低温性能都很好；氟橡胶则较耐高温。考虑转速及温度的油封材料选择可参考表6-1。

表6-1 考虑转速及温度的油封材料选择

此外，油封还用到骨架材料和弹簧材料。前者常用一般冷压或热轧钢板、钢带，只有对海水及腐蚀性介质才用不锈钢板；后者用一般弹簧钢丝、琴钢丝或不锈钢丝等。