油封设计指导 油封设计指导 油封设计指导
油封设计指导
前言
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目 录 一、 油封基础概念...
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1. 油封结构类型...2
2．密封原理...2
3．流体动力油封...3
二、橡胶材料的标准... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . 4 4 4 4 1． 分类与标记...4
2．橡胶材料的物理性能要求... 5
三、 油封的尺寸系列... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . 5 5 5 5 i. 基本型式及标记方式...6
2．尺寸系列...7
3. 公差...7
四、 油封失效：... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . 8 8 8 8 1． 主要原因：...8
2． 对策：...8
五、油封的贮存、维护与安装... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . ... . 9 9 9 9 1.贮存:略。...9
2.包装:略...9
3.维护:略...9
4.安装:...9
一、油封基础概念
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油封结构类型 油封结构类型 油封结构类型
油封结构类型
油封是封油用的机械元件，又称旋转轴唇形密封圈，该产品广泛应用于汽车、冶金、
船舶、机械等行业，可用于各种液压气动系统及元件中。密封的基本形式按 GB13871-92 规 定有 6 种：内包骨架型（B 型）、外露骨架型（W 型）、装配型（Z 型）、带副唇内包骨架型
（FB 型）、带副唇的外露骨架型（FW 型）、带副唇的装配型（FZ 型 ）。
组成油封的材料一般有 3 种：一是橡胶弹性体构成的弹性密封元件（通常也叫唇部材 料）；二是金属骨架装配和支撑的嵌入元件（通常叫骨架材料）；三是弹簧。作为加载元件，
其中骨架有一个、两个甚至三个；弹簧也可是不同结构。作为特例，也有无骨架元弹簧的油 封。油封的基本形式和各部位名称见下图：
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．密封原理
．密封原理
．密封原理
．密封原理
对于油封的密封原理，有较多的理论出现进行解释。但是现在被国外密封研究者所公 认的是流体动力密封理论。
流体动力密封理论认为在动态下，油封与轴的狭小接触带上，有一层液膜具有流体的 动特性（见下图）。这些特性包括使轴与密封件的摩擦力降低，由于该摩擦力合密封件的接 触面上受到沿圆周方向的切向力作用，并产生切向变形，从面改善了动态下的润滑。该液膜 有一定的厚度和形状。密封表面许多微观隆起与凹陷，在动态下相当于微小的滑动轴承板，
动态下将粘性液体带入楔形间隙，形成流体动力液膜，从而起到润滑和密封作用。
此理论在不断丰富和发展，但密封件实际工作状况是很复杂的。一般认为，实际工作 中油封与轴接触时，接触面出现干摩擦、边界润滑和流体润滑三种情况，不断交替变动，所 以即使性能很好的油封，也仍然存在磨损和微量泄漏的问题。
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．流体动力油封
．流体动力油封
．流体动力油封
．流体动力油封
流体动油封俗称“回流油封”，其特点是具有回流作用，主要应用于工作环境比较恶劣 的情况下，例如：轴的径向跳动比较大时。
单向回流油封：主要特点是具有回流作用，唇口的过盈量比普通油封小，径向力降低，
减小了摩擦生热，提高了使用寿命。由于有主唇口线与轴接触，所以在停车或短时低速反转
（汽车后退时的速度）也不会漏油。一般来说，单向回流油封适用于同一方向高速运转下使 用。在单向回流油封的唇口工作面上设计有若干条螺纹凸棱，有逆时针和顺时针两种（见下 图）。螺纹形凸棱在唇尖部与静态唇相交。在轴旋转时，螺纹与轴接触部分产生一种与泄漏 相反的压力，使将要外漏的流体返回油箱。此油封已在汽车工业中大量应用。
双向回流油封：双向回流油封的特点是在密封唇空气侧模压上数条与唇呈一定倾角的 凸棱，凸棱互相平行。经修整将唇切削成要求的的内径尺寸后，部分凸棱被切断并与唇口相 交，形成两对以上的回油腔。这样在唇口处左右两半圆形成对称数量、方向相反的凸棱，并 呈锐角与唇口相交。当油封装配到轴上时，这些相交的凸棱便形成锐角接触区。当顺时针（或 逆时针）旋转时，可将渗漏过唇口的油粒子收集入左半圆（右半圆）的锐角接触区，由于油 逐渐增多引起内压增高，便产生了一种自动向里的推力，使漏出的油重新返回原有腔内，从 而起密封防漏作用。
双向回流油封的主要特点：
1） 不论轴以任何方向旋转，都起回流防漏作用。
2） 在唇口接触区域内始终有油内外运动，起润滑减磨作用。
二、橡胶材料的标准
化工行业标准 HG/T2811-1996《旋转轴唇形密封圈用胶料》规定了旋转轴唇形密封圈橡 胶材料的分类、要求、抽样、试验方法及标志、标签、包装、贮存。主要用于制造在石油基 液压油和润滑油中用旋转运动用的密封圈。
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分类与标记 分类与标记 分类与标记
分类与标记
分为 A、B、C、D 四种：
A 类是以丁腈橡胶为基的三种材料；
B 类是以丙烯酸酯橡胶为基的一种材料；
C 类是以硅橡胶为基的一种材料；
D 类是以氟橡胶为基的二种材料；
标记：
XA x x x x HG/T2811-1996
标准号
压缩永久变形最大值 扯断伸长率最低值 拉伸强度最低值 硬度值
旋转轴唇形密封圈 A 类材料
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．橡胶材料的物理性能要求
．橡胶材料的物理性能要求
．橡胶材料的物理性能要求
．橡胶材料的物理性能要求
三、油封的尺寸系列
GB13871-92 等效采用国际标准 ISO6194/1-1982《旋转轴唇形密封圈—第一
部分：基本尺寸和公差》。该标准规定了轴径从 6~400mm 和相应的密封腔体内孔 直径 从 6~440mm 的油封的基本尺寸和公差，适用于工作压力等于或小于 0.05MPa 的密封圈，不适用于更高的工作压力。
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基本型式及标记方式 基本型式及标记方式 基本型式及标记方式
基本型式及标记方式
B 型 FB 型
内包骨架旋转轴唇形密封圈的示意图
W 型 FW 型
外露骨架旋转轴唇形密封圈的示意图
Z 型 FZ 型
装配式旋转轴唇形密封圈的示意图 标记方式：FB45×62×8 GB13871-92（d=45mm;D=62mm;B=8mm）
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．尺寸系列
．尺寸系列
．尺寸系列
．尺寸系列
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公差 公差 公差
公差
密封圈的宽度公差
宽度 B 公差
B≤10 ±0.3
B＞10 ±0.4
外径公差：
四、油封失效：
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主要原因：
主要原因：
主要原因：
主要原因：
1、工况条件：工况条件的好与坏；
2、选型不当：密封类型与工况不相适应，产品特性与所需的功能不相符；
3、密封材质：与工况相适应；
4、沟槽结构：结构要合理或与产品结构相匹配；
5、装配不当：装配不当引起产品变形甚至损坏；
6、系统故障：如液压系统的压力过高、含杂质等，润滑系统不良，有干摩 擦，杂质等；
7、仓储因素：存放周期过长，保存方法不当（产品受挤压变形、日照、接 触到化学反应物等）；
8、正常损坏：产品使用到其失效期；
9、其他原因：安装不良、唇口结构不合理、弹簧尺寸不合理等造成弹簧脱 落；装配反向；尺寸超差、腔体孔倒角设计加工不规范、安装方法不适 等造成油封外圆损坏。
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对策：
对策：
对策：
对策：
略。
五、油封的贮存、维护与安装
HG/T2330-92 等效采用国际标准 ISO6194.3-1988《旋转轴唇形密封圈 第二部 分：贮存、维护、和安装》。该标准规定了旋转轴唇形密封圈的贮存、包装、维 护和安装的要求和方法。该标准适用于旋转轴唇形密封圈的贮、维护、安装、及 各种危害因素与防止方法。
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贮存 贮存 贮存
贮存
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包装 包装 包装
包装
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维护 维护 维护
维护
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略 略 略
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安装 安装 安装
安装
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:
1．安装前应检查密封圈，确保密封圈清洁和完好无损；
2．密封圈安装前唇口应涂抹适宜的干净润滑剂，防尘用的密封圈应涂抹适宜的润滑脂；
3．通常情况下，密封圈的密封唇前表面应面向被密封液体；
4．轴端部和腔体内孔口应有符合 GB13871 规定的导入倒角；
5．安装垂直度是密封圈的一个特性因素。垂直度是通过把密封圈压进到与腔体内孔前端面 相齐或抵住腔体内孔肩底端面来实现；
6．把密封圈压入安装位置的安装工具如图一所示；
7．密封圈的安装可以与腔体内孔前端面一般齐，也可以靠近腔体内孔底端面，如图二和图 三所示，但两种情况下，安装定位基准面都应是经机械加工的表面，未经加工的基准面不能 使用，以免使密封圈装偏；
8．把密封圈反向装入腔体中的安装方法如图四至图七所示：
9．在安装过程中，密封圈唇口滑过的任何表面应光滑无损伤，如果密封圈要滑过带有花键、
键槽或孔的轴时，应采用下图所示的专用安装工具。这种专用工具不应采用软金属（如铝）
制造，也不允许用带缺口的安装工具。
10．如果配合零件（轴）必须强行通过密封圈的工作面时，轴的滑过部分的直径可减少 0.2mm
。仍可采用为原轴而设计的密封圈，也不会影响其密封性能。见下图：
11．在安装内包骨架密封圈时，应在密封圈的外缘涂上一薄层适宜的润滑剂，以便将密封圈 装入腔体。装配过程中，应使用均匀的速度和压力，以防止弹簧脱落。
12．如果密封圈必须在低温下安装时，可将密封圈在低于 50℃的干净的与其密封介质相同 的液体中放置 10-15min，以恢复密封圈唇口的弹性。
13．用新的密封圈更换已失效的密封圈时，新密封圈的密封唇口不应与以前旋转轨迹相吻合 ， 而要让新的密封唇口更靠近被密封液体一边，这可以通过安装垫圈、变换轴衬和滑环及改变 压入腔孔深度等方法来实现。
