油封密封及工作原理.ppt

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汽車密封件有限公司介紹 旋轉軸油封的使用和安裝要求 1 概述2 油封密封原理3 油封的制造及注意事項4 油封的裝配5 油封的檢測6 油封漏油的原因及預防 1 概述 油封是用來防止液體或固體 潤滑脂等 從系統(tǒng)中泄漏出來 或防止灰塵進入系統(tǒng)內的功能性零件 常見的油封種類有 旋轉軸油封 往復式油封等 2 旋轉軸油封的密封原理 油封的設計理論基本上由各油封廠家長期的經(jīng)驗積累而成 可分為兩類 線密封和面密封 線密封油封唇口和軸之間是線接觸 中間形成一層穩(wěn)定的油膜 面密封即聚四氟乙烯油封 PTFE 上世紀晚期發(fā)展起來的新型密封理論 油封和軸之間是面接觸 流體動力型橡膠唇形密封圈結構圖 2 1流體動力型橡膠唇形密封圈的密封機理 油封橡膠唇口與旋轉軸之間形成一條線狀接觸帶 此帶處的軸與橡膠之間形成一非常薄的均勻膜 厚度大約為2 5 m 油膜能將唇口與軸之間因相對運動而產(chǎn)生的摩擦熱帶走 使其潤滑 又能在油膜的表面產(chǎn)生一定的張力 阻止?jié)櫥偷牧鞒?形成密封 2 1流體動力型橡膠唇形密封圈的密封機理 2 1 1我公司旋轉軸唇形密封圈的特點 1 油封外徑油封外徑密封面一般設計成波浪形 我們稱之為外徑密封筋 附膠層厚為0 8 1 3mm 與普通油封的附膠層要薄 在裝配時可在外徑上涂油 在密封筋凹槽形成一個潤滑油槽 裝配時就比較容易 并且能消除油封回彈現(xiàn)象 確保油封始終處在指定的正確位置 定位性好 該結構的油封在裝配或拆卸所用的力比外徑平面型結構所用的力要小的多 2 產(chǎn)品內徑 1 付唇口油封付唇口在設計時 間隙我們采用的是間隙配合 與基準軸在0 3 0 5mm 這樣有助于工作過程中產(chǎn)生的熱量揮發(fā) 不易在油封主 付唇口間產(chǎn)生真空而吸附灰塵和顆粒 減小油封的徑向負荷 從而減少摩擦生熱 避免因高溫對主唇口的加快老化 并且降低了功率損失 2 1 1我公司旋轉軸唇形密封圈的特點 2 主唇口油封主唇口 我們采用法國 微唇口油封 斷面結構形式 其優(yōu)點如下 微唇口唇部尺寸小 使其能適應更多的場合 腰部厚減小 使油封唇口對軸有良好的跟隨性 由于徑向負荷減小 摩擦力矩可降低30 左右 能耗降低 徑向力減少 生熱低 膠料老化程度減輕 唇口 積炭 現(xiàn)象減輕 積碳 是油封滲漏的起因 積碳 后油封唇口發(fā)生僵硬 造成油封唇口開裂 密封失敗 另外 徑向負荷和 積碳 的減小 會使油封本身和軸的磨損降低 從而提高使用壽命30 在油封主唇口斜面設計有回油線 回油線具有液壓泵吸作用 能及時將流入唇口部位的潤滑油泵回油封一側 起到了密封作用 同時泵回的油使唇口與軸的部位形成潤滑油膜 使唇口磨損減少 延長油封的使用壽命 并且回油線離唇口尖點有0 02mm的距離 用模壓工藝成型 確保油封唇口在靜態(tài)不滲漏 2 1 1我公司旋轉軸唇形密封圈的特點 模壓唇口成型唇口由模具直接硫化成型 其結構尺寸穩(wěn)定能夠模壓出最優(yōu)的回油線 唇口與軸之間形成了完整的密封帶 封油效果好 附 切唇口唇口依靠刀具加工而成 因此 其結構參數(shù)隨切唇工藝變化而不穩(wěn)定 且對設備精度要求高不能形成完整的回油線 如圖 在靜態(tài) 易產(chǎn)生滲漏 2 1 2材料的選用 骨架 骨架一般選用低碳鋼 我們一般采用08Al 特殊情況下可采用不銹鋼 油封彈簧一般情況下 彈簧材料選用70鋼或XC70鋼 特殊情況下選用不銹鋼絲 根據(jù)使用工礦的不同 可設計出不同規(guī)格的彈簧 并明確規(guī)定了不同規(guī)格的彈簧在伸長5 和10 的拉伸應力 對于穩(wěn)定的彈簧 在200 的烤爐中加熱5小時的前 后的拉伸力不能多于10 膠料 膠料的選用要根據(jù)被密封的介質 使用溫度 軸的轉速 密封腔體內的壓力等來確定 發(fā)動機油封 FPM HNBRPTFE 變速箱油封 ACM NBR FPM 車橋油封 ACM NBR FPM 變速箱油封材料的選用NBR 在溫度 40 120 轉速低于3600rpm 但材料耐雙曲線齒輪油性能差 ACM 在溫度 15 160 轉速6000rpm 耐雙曲線齒輪油性能優(yōu) 但耐磨性差 FPM 在溫度 30 200 轉速6000rpm 絕大多數(shù)的車用潤滑油情況下 3 油封的制造及注意事項 橡膠油封加工是按如下工藝流程進行的 產(chǎn)品制造過程中的每個工序由多功能小組進行PFMEA分析 并中制定控制計劃對影響產(chǎn)品功能的過程特性加以控制 使產(chǎn)品特性得以滿足 油封制造過程應注意事項 1 制造油封所用原材料的供應商必須經(jīng)我公司質量體系認證 從而保證材料來源穩(wěn)定 質量可靠 2 控制各批次膠料的可重現(xiàn)性 比如配方各種材料均采用程控自動稱量平臺 3 在混煉時要分段加硫 硫化劑或部份促進劑 以防止油封用混煉膠早期過硫失效 4 油封用混煉膠檢測合格后 保證膠料規(guī)格和重量 5 磷化和粘合劑處理 要保證油封骨架 金屬 磷化膜和粘劑涂層均勻一致 以達到橡膠與金屬骨架粘接牢固6 硫化時要注意的模具及工位器的清潔 防止膠料半成品和骨架的二次污染 7 二段硫化應注意烘烤的溫度和時間 防止二段硫化的不充分 4 油封的裝配4 1一般要求 4 1 1對油封座的要求對油封座的要求如圖 表面粗糙的的要求 內包骨架油封Ra1 6 4外露骨架油封Ra1 2 2 5 為了便于安裝油封 使油封在裝配過程中不至被毛刺或尖角劃傷 殼體上孔的口部必須有15 30 的斜角 4 1 2對軸的要求 對軸的要求如圖粗糙度要求 得到良好密封性能的重要因素之一是軸的表面粗糙度 比Ra0 2 m更高的表面粗糙度是不需要的 這樣軸的表面太光滑 不能產(chǎn)生形成潤滑油膜的可沾性 當軸的表面粗糙度為Ra0 4 Ra0 8 m時 即能產(chǎn)生良好的可沾性 通常認為合適的表面粗糙度范圍為Ra0 32 Ra0 8 m 4 1 3對偏心的要求 軸 座偏心是影響油封漏油的重要因素軸 座偏心示意圖對偏心量的要求 建議e 0 15mm任何程度的軸的偏心度都影響密封性能并逐漸地增加由于磨損和彈性體的遞增的硬化所引起的疲勞破壞的機會 對軸跳動的要求 軸跳動量是影響油封漏油的重要因素軸跳動示意圖對軸跳動的要求 建議F 0 15mm 4 2裝配前的準備工作 4 2 1油封座的外觀檢查及預潤滑1 油封座口部導向角有無毛刺 2 安裝倒角是否存在明顯偏心 用清潔適量的密封介質均勻涂覆到油封的安裝腔體上4 2 3軸的外觀檢查軸表面有無劃傷現(xiàn)象 軸表面是否清潔且 無雜質 無銹軸端是否已倒角或倒圓 軸尖角是否有毛刺4 2 3油封的準備檢查油封是否清潔 完好無損 油封彈簧是否脫落用清潔適量的密封介質均勻涂覆到油封唇口部位和裝配部位 4 3油封的安裝 為了使油封正確安裝到位 安裝工具應能徑向和軸向定位 并由安裝工具來進行限位 油封安裝傾斜程度應達到如圖要求安裝速度不能太快 否則會使油封外徑變形 建議 安裝速度v 1200mm min油封安裝到位后 應對油封保持一段時間的壓力 以減少或避免油封的回彈 建議 保壓時間t 5秒 油封安裝常用方法 油封裝配現(xiàn)場情況 1 與油封唇口相接觸的凸緣生銹倒角為尖角2 現(xiàn)場環(huán)境差工位器具清潔度差各種零件混裝3 油封涂油不均勻4 壓配工裝有殘渣倒角為尖角并有毛刺 油封現(xiàn)場情況 5 壓配好油封座疊放6 油封座有大塊的殘渣7 將油封穿在鐵絲或套筒8 壓配工裝不同心9 操作者用臟手套接觸油封唇口 5 油封的檢測 5 1項目5 1 1成品新模 重要特性CPK 1 33主唇口尺寸 外徑尺寸 防塵口尺寸每批抽檢外觀 100 檢測氣密性100 檢測5 1 2采購件 骨架 全尺寸檢測 每批抽檢彈簧 全尺寸檢測 每批抽檢 包括彈簧的拉伸應力 5 1 3膠料每輥快檢 硫化特性 門尼粘度 密度 5 2主要的油封檢測工具 投影儀 油封全尺寸檢測 主要用于模腔認證塞規(guī) 用于檢測主唇口尺寸 如圖 比較儀 用于檢測油封外徑卡尺 用于檢測油封高度彈簧拉力試驗機 檢測彈簧拉伸應力氣密性檢測 檢測油封氣密性 主要用于發(fā)動機油封5 3油封外觀檢測標準簡介 6 油封漏油的原因及預防6 1漏油的原因 油封漏油的原因很復雜 但以下幾個原因是比較明顯的6 1 1 在裝配過程中 油封的密封唇口有雜質 被劃傷 有缺口 彈簧被碰掉 油封唇口反轉等6 1 2 和油封相配的軸表面粗糙度較大 表面存在有車刀印痕 磨削表面的磨削網(wǎng)紋走向向外6 1 3 軸和油封座 發(fā)蘭 相對的偏心和跳動較大 要求值和實際值 6 1 4 軸的表面硬度較底 HRC 26 導致軸可能被磨成 溝 狀 油封唇口接觸不到6 1 5 油封所密封的介質不清潔含有大量的金屬削 泥沙 潤滑油的凝團等6 1 6 油封在安裝時偏心 翹曲 油封在安裝時偏心 翹曲后 油封唇口部分形成橢圓密封面 隨著軸的相對偏心運轉 唇口和軸之間的油膜厚度增大容易導致漏油 謝謝