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油封详解(三)

  

的密封机理涉及两个因素,一个是腔体的密封,主要是油封外缘(静态部件)在腔体中的定位;二是密封唇口与旋转轴表面接触的动态密封,这是油封的最重要功能。附下图:油封密封唇口与旋转轴表面接触区

油封的外缘为了保证油封在腔体的静态密封和孔内的稳固定位,并且容易装配。一般为橡胶材质包覆金属骨架,把橡胶弹性体的可靠静态密封能力和金属骨架支持定位的优点结合为一体。油封的外缘设计有倒角,以便于装配。另有油封在外缘上设计沟槽可以增加附着力,避免油封后退和歪斜的危险,也加大了压配合公差,可提高油封静态密封的可靠性。外缘设计为金属外骨架的油封适用于要求在腔体中安装特别牢固和精确的场合,要注意的是当油封座孔内表面糙时应当涂覆密封胶,在密封座处可以使用密封剂。

油封的密封唇接触区的密封机理对油封所起的密封功能具有极其重要的意义,它取决于:密封唇的设计;弹性材料的结构;轴表面的粗糙度等。密封唇的径向力、密封唇的角度设计和唇尖与弹簧中心的距离设计的综合作用,产生了一种对轴面不对称分布的接触压力:在油侧压力最大并陡升增加;在空气侧压力呈小角度衰减。在过盈量(密封唇的内径在自由状态、无负荷情况下设计为比轴的直径略小)的配合下,接触压力的这种不对称分布,与旋转轴产生的圆周环形紧箍力的联合作用,导致密封唇接触区的结构特性变形。这种密封弹性体变形结构是油封试运转时形成的,对密封性能起着决定性作用(因此,油封需要一个试运转的磨合期)。螺旋线的影响加上轴的旋转,由这种变形构造产生向油侧的泵吸作用

在此必须提到日本NOK油封公司,1959年他们在世界上率先采用图像处理技术解释油封的密封原理并提出了润滑理论。大意是油封装入机械装置后,重要特性之一就是唇部摩擦力小,磨损少。油封密封唇口滑动面的摩擦特性受流体的粘度与滑动速度支配,在这个滑动面上有油膜存在。油封与轴的相互滑动表面就在这个油膜分离的润滑状态下运动,因此保持摩擦力小,磨损少。在油封滑动接触面上油的流动是从大气侧流向油侧又从油侧流向大气侧的循环。滑动面的润滑良好,可防止磨损的进行,由此没有泄漏。可见,对油封密封唇唇口材料,唇部形状这两个因素进行微妙控制从而影响油封的润滑特性和密封原理,是至关重要的。

 
 
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