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油封知识问答

2022-10-02 来源:个人技术集锦
销售人员油封产品设计培训考试参考答案

1.油封能起到密封作用的前提条件是什么?简述旋转油封的密封机理。 答:油封能起到密封作用的前提条件是,在油封与轴的接触带(宽度一般为0.2-0.4mm)部位存在动态油膜,油膜厚度一般为0.0025mm(2.5μ),,波动范围20%-50%。

对于油封的密封原理主要有液体表面张力理论、吸附理论、边界润滑理论及以结构效应与表面效应为主导的泵吸效应(微型泵)理论。其中以泵吸效应理论最为全面。该理论认为,当油封运转时,由于油封结构的特殊性导致唇尖部接触压力不均匀分布,使油封储油侧相对于空气侧形成一定的内吸力,产生“泵吸效应”。这样,从储油侧流向空气侧的润滑油又被吸回储油侧,达到防止润滑油外泄的目的。

泵吸效应是表面效应与结构效应的叠加作用。

表面效应:由于油封与轴过盈装配,因此在唇尖部形成一定的接触压力,且呈不对称分布。轴转动时,油封唇口表层材料沿摩擦方向产生弹性变形,形成沿螺旋方向不同的两部分弹性皱纹,在皱纹的反旋转段L1和正旋转段L2构成螺旋输送油液的微观结构。实验证明,当L1>L2时,L1段输送油液能力大于L2段输送油液能力,形成密封。反之,出现泄露。

结构效应:当油封唇前角α>唇后角β时,达到一定转速时,在离心力的作用下,储油侧会对空气侧形成一定的抽吸压力,形成密封;当油封唇前角α=唇后角β时,抽吸压力消失;当油封唇前角α<唇后角β时,抽吸压力方向改变,指向空气侧,形成泄露。

2、4.油封从功能来讲,一般分为几部分,各有什么作用?油封骨架、弹簧的作用分别是什么? 答:见下表。 名 称 唇尖部 各部位的作用 唇尖部是斜楔形状,在端部按压轴表面,起到密封流体的作用。一般接触带宽在0.25mm左右,压力成不对称分布,压力最高值出现在油侧。 密封唇是柔性弹性体,设计成对机械的振动即密封流体的压力变动的影响下仍可唇密封唇部 保持稳定的密封作用,并起到保持唇部与轴表面稳定接触状态的作用。 部 (主 唇) 另外,弹簧可以提高密封唇对轴的压紧力,并起到保持此压力的作用。 防尘唇部 防尘唇是没有与弹簧连接的副唇,起防止外界尘埃等侵入的作用。 (副 唇) 腰 部 用于连接密封唇部及防尘唇部,对密封唇部提供支撑,并使产品密封唇部具有良好的跟随性。 配合部是油封在腔体孔内固定的同时,起防止流体从油封外周面与腔体内面的接触面间泄露及入侵的作用。 另外,金属骨架是当油封固定在腔体内时,起保持配合力的作用。 配合部 3.油封外圆一般有几种结构型式,各有什么优缺点?

答:油封外圆部位结构一般分为三种结构形式,即,外圆全包胶、外圆外露铁和外圆半包胶。

外圆全包胶产品作为最常用的结构型式,还可分为外波纹、普通外包胶型式。外圆全包胶产品对安装座孔的表面光洁度要求相对较低(Ra1.6—6.3),同时适用于座孔材质热膨胀系数大的情况,如座孔材质为铜、铝等。由于橡胶为热的不良导体,因此该种结构形式在热量传导,散热方面的能力较差。

外圆露铁产品同样也是一种常用的结构形式。金属外圆与座孔直接接触,通过过盈配合实现密封。由于金属是热的良导体,因此该种结构型式在热的传导,散热方面比较有优势。

同样是因为金属外圆与座孔直接接触,通过过盈配合实现密封,因此对产品外圆表面光洁度及尺寸公差要求较高,表面光洁度一般要求Ra1.6以上,尺寸公差范围一般为0.1mm-0.12mm。同样,对座孔的表面光洁度要求也较高(Ra0.8—3.2)。

外圆露铁产品装配时,对于座孔表面光洁度相对较差的情况,建议外圆涂抹密封胶以增强密封效果和稳定性,或对产品外圆进行喷密封漆处理。

更换外露铁壳产品时,必须对座孔进行打磨,同时必须涂抹密封胶进行再次装配。

外圆半包胶产品兼顾了以上两种结构型式的优点,避免了其缺点,但是制造相对困难。

5.油封主唇口为了增加密封可靠性一般设计有回流线,回流线一般分为几种?

答:回流线又可叫做回流纹、回油线、回流线一般分为单向回流线和双向回流线。

单向回流线根据轴的旋转方向可以分为左旋回流线和右旋回流线。具体型式见下表。

左旋回流线:

右旋回流线:

双向回流线在适用于轴经常作双向旋转的情况。双向回流线同样具有多种型式。

6.决定油封胶料选择的因素有哪些?

答:油封胶料的选择取决于密封的介质和使用温度。 1. 密封介质。选择胶料时必须明确胶料与密封介质的适应性。如丁腈橡胶不耐磷酸酯系列液压油及含极性

添加剂的齿轮油(如双曲线齿轮油),芳香烃和氯化烃、酮、胺、抗燃液HFD等;丙烯酸酯橡胶耐水性差;氟橡胶不耐酮、胺、无水氨、低分子有机酸例甲酸和乙酸。遇蒸汽、热水或低温场合有一定的局限。 2. 使用温度。每种橡胶都有其适用的使用温度。见下表:

名 称 代 号 工作温度(℃)

RP -30~120 橡塑复合材料

NBR -40~120 丁腈橡胶

FAB -30~100 夹布橡胶

-50~150 乙丙橡胶 EPDM或EPM

氯丁橡胶 -30~160 CR

-60~230 硅橡胶 PMQ或VMQ

聚丙烯酸酯橡胶 氟橡胶 氟硅橡胶 聚四氟乙烯 ACM FKM或FPM MFQ或FVMQ PTFE -20~150 -20~200 -100~350 -55~+260 另外,需注意的是,对于油封制品而言,工作温度是指的其唇尖部的使用温度。其温度值T=最高常用温度T1(一般由顾客提供)+唇部温升T2。

当密封介质为发动机润滑油(粘度低)、常压、单唇口油封(S型)运转时,温升T2一般符合下表:

当使用齿轮油或高粘度硅油时(粘度高),温升T2为使用机油时的1.5倍;使用润滑脂(粘度更高)时,温升T2为使用机油时的3倍。

当油封结构为带有副唇的B型结构时,如果副唇尺寸与轴过盈配合,温升T2为单唇口S型油封的2倍;如果副唇尺寸与轴过渡配合或间隙配合,温升T2为单唇口S型油封的1--2倍。

如果油封在最高常用温度的条件下运转时间超过30%,胶料的允许最高工作温度应下调20℃。 7.车桥油封如果采用梯形或异性骨架,一般是为了什么目的?

答:目的有二,一是为了适应油封的装配空间要求。车桥油封的装配空间在轴向尺寸一般较大,与油封配合的座孔配合部位与轴配合部位轴向具有一定的错位距离。二是为了提高油封的强度,因为车桥油封一般尺寸较大,通过将骨架做成梯形或异性,可以大大提高骨架的强度,避免油封变形。

8.油封副唇设计时为什么一般建议与轴采用小间隙配合? 答:采用小间隙配合一般有一下目的:

1. 保证良好的防尘效果,小的间隙配合,一般控制在0.2-0.6mm左右,可以保证良好的防尘效果。

2. 防止油封主唇口空气侧形成负压。由于油封的泵吸效应,会不断抽吸空气侧气体。如果副唇过盈,主唇

与副唇之间形成封闭空间,会由于泵吸效应导致封闭空间压力降低,与油侧相比形成负压,导致油封主唇口与轴的接触宽度加大,摩擦加剧,生热严重,降低密封效果与使用寿命,严重可导致油封唇口翻转或撕裂。

3. 避免由于副唇过盈产生的摩擦生热对油封寿命的影响。当油封结构为带有副唇的B型结构时,如果副

唇尺寸与轴过盈配合,温升T2为单唇口S型油封的2倍,会对油封的使用寿命产生较大影响。

如果副唇强制采用过盈配合,应尽量控制副唇的截面厚度及与轴的过盈量,并在副唇部位加注锂基润滑脂。常规加注润滑脂是在主唇口部位,其实过盈的副唇同样需要加注润滑脂。 9.对于油封的选择,需要知道其使用工况,使用工况一般包含那些方面? 答:油封的使用工况一般包括以下内容:

1. 工作方式。轴、孔的运转方式(轴转?孔转?往复?摆动?)。 2. 油封的装配方向,方式,即油封如何进行安装。

3. 轴、孔条件。包括轴、孔的材质、尺寸公差、加工方式、、表面光洁度、表面硬度、装配偏心等;运转

时的跳动量、轴向传动量;运转方向、频度;

4. 其他工况:密封介质的类型、牌号;旋转速度;压力条件(常压?低压?高压?);润滑类型(无润滑?

飞溅?浸入?);工作温度条件(常用温度范围?极限使用温度?)等。 5. 其他工况条件。

10.转速2000rpm,介质为齿轮油,常用温度100℃,轴、孔偏心0.3mm,常压、润滑方式为浸入式润滑,建议油封采用何种胶料?为什么?

答:丙烯酸酯橡胶或氟橡胶。原因参见6. 决定油封胶料选择的因素有哪些?。 11.对于对双液进行密封的双唇口油封(SW型),建不建议设置回流线,为什么?如果需要增加回流线,需要做什么样的特别处理?

答:一般不建议设置回流线。因为由于泵吸效应会加剧唇口之间产生负压,导致油封唇口与轴的接触宽度增加,摩擦加剧,生热严重,影响油封的使用效果及寿命。

如果需要增加回流线,必须在唇口之间的部位增加与外界联通的通气结构设计,以避免负压的形成。

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