在工业旋转密封领域，单唇油封（单唇骨架油封）凭借其简洁高效的设计，成为中低速、中低压工况下阻挡介质泄漏、隔绝外部污染的核心部件。当这种结构搭载氯丁橡胶（CR）密封唇口与金属骨架外壳时，便形成了一个可靠且经济性极佳的标准密封方案。本文将深入剖析这一组合的设计、性能特点及其应用场景。
一、 结构解析：金属骨架支撑 + 氯丁橡胶唇口的协同作用
- 1.
金属骨架外壳 (Outer Metal Case):
- •功能: 作为结构基础，提供刚性和强度，确保油封在压装过程中不变形，安装后保持与座孔的紧密静密封（过盈配合）。
- •材料: 通常采用低碳钢（如SPCC）或镀锌钢板冲压成型，极少数耐蚀要求高场合可选不锈钢（如SUS304）。
- •设计: 常见为L形断面，安装端（外周）设计防滑纹（滚花/网纹）或喷涂粘结涂层（如橡胶/环氧树脂），增强与座孔的抱紧力与防转能力。
- •卷边处理: 骨架唇口端常进行精细卷边，包裹橡胶根基部，防止橡胶受挤压时从骨架剥离，并提供橡胶预紧力加载的稳定支撑点。
- 2.
单唇氯丁橡胶密封体 (CR Single Lip Seal):
- •主唇口 (Primary Lip / Sealing Lip): 橡胶唇口与旋转轴表面形成动态密封界面。
- •过盈量设计: 唇口内径设计成略小于轴径（典型过盈量0.2-0.6mm），提供初始径向力，保证密封唇紧贴轴面。
- •密封线设计: 唇口接触区形成极窄的密封带（接触宽度通常0.1-0.5mm），高接触压力保证良好封液效果，同时降低摩擦生热。
- •辅助结构:
- •螺旋回油线 (Helical Ribs/Grooves): 最重要的防泄露结构（尤其在防液体泄漏油封上）。位于唇口空气侧（外侧），采用左旋或右旋设计（根据轴转向确定）。当轴旋转时，该螺旋线产生泵送作用，将试图泄漏的液体介质“刮”回设备内部（泵回效应）。
- •弹簧槽与主弹簧 (Garter Spring): 唇口根部凹槽内嵌一条箍紧螺旋弹簧（通常不锈钢SUS304）。弹簧持续向唇口施加径向力，补偿橡胶磨损、轴偏心或温升导致的弹性松弛，保证整个服役期内唇口对轴的有效跟踪与密封压力。
- •防尘唇/副唇 (Secondary Lip / Dust Lip, Optional): 部分单唇油封在空气侧额外增加一个无弹簧的低压唇口，主要功能是阻挡外部灰尘、水汽等污染物侵入。对于有外部污染风险的工况（如工程机械、农用设备），加装防尘副唇至关重要。
- •核心材料：氯丁橡胶 (Chloroprene Rubber, CR)
- •物理化学性能：
- •良好的耐油性： 对矿物油、植物油、齿轮油、润滑油、液压油（石油基）有良好的抗溶胀能力（优于NR，接近或略逊于NBR）。
- •耐候性、耐臭氧性、耐老化性： 在通用橡胶中排名靠前，特别适合暴露在空气中的工况。
- •耐热性适中： 连续使用温度一般-40°C 至 +120°C。短期可达150°C。优于NR/SBR，低于HNBR/ACM。
- •阻燃性： 氯原子赋予CR良好的自熄性能。
- •耐水性、弱酸碱性： 表现较好。
- •机械性能： 良好的抗拉强度、耐磨性和抗撕裂性，压缩永久变形性能中等。
二、 核心优势与应用场景
- 1.高性价比： 结构和模具相对简单，材料（钢 + CR）成本可控，适于大批量生产，是最经济的工业油封类型之一。
- 2.可靠密封： 螺旋线 + 弹簧的组合设计，在中低速（线速度 ≤ 12 m/s）、中低压（≤ 0.5 MPa） 条件下，能有效封堵油品（如齿轮油、润滑油）。
- 3.环境适应性好： CR橡胶的天然耐候、臭氧和老化性能，使其非常适合在室外、露天环境或有臭氧生成源（如电机、开关设备附近）运行的设备。
- 4.防尘防潮防护： 可选副唇设计（成为双唇结构，但主密封仍为单唇+弹簧）大幅提升防外部污染物的能力。
- 5.典型应用行业与设备：
- •汽车工业: 变速箱、差速器、轮毂（非转向驱动侧常用）、转向器、水泵（水温不高时）、部分发动机辅件。
- •通用工业: 齿轮减速箱、工业泵（水泵、轻载油泵）、鼓风机、传送带滚筒轴承座、小型电机、农用机械、空压机（曲轴箱油封）。
- •家电： 洗衣机轴承密封、电动工具（如电钻、角磨机变速箱）。
- •工程机械： 小型液压缸活塞杆副封、行走轮轴承（常带副唇防尘）。
三、 性能边界与局限性
- 1.耐高温上限： CR的120°C连续使用温度是其最显著的限制。高于此温，橡胶会加速硬化、开裂，失去弹性，密封失效。
- 2.耐低温下限： -40°C的低温门槛高于硅橡胶、低TR氟橡胶。
- 3.耐极性介质性能： CR在酮类、酯类溶剂、磷酸酯类阻燃液压油、强氧化性酸中会出现明显溶胀或降解。
- 4.耐溶胀性弱于NBR/HNBR： 在一些添加剂较多的“极压齿轮油（EP）”或特定合成油中，长期使用可能导致体积增大、变软。
- 5.压力适应性： 主要适用于压力波动较小的低压/微压场合。高压（>0.5MPa）易导致唇口变形过大、密封失效或泄漏增大。
- 6.高速适应性： 线速度 ≤ 12m/s。过高线速会导致摩擦生热剧增，温升超过材料允许值。同时摩擦功耗增大。
四、 关键设计与选型考量因素
- 1.轴径与孔径： 精准匹配是安装基础。需根据标准尺寸（如国标、ISO或各厂商标准）选择合适公差的油封。
- 2.密封介质兼容性： 确认介质类型（油品、添加剂、有无其他化学品）。CR适合大部分矿物基润滑油、齿轮油。接触燃油/溶剂/酯类油应避免。
- 3.温度范围： 重点考察最高工作温度。务必确保连续峰值≤120°C。启动温度低于-30°C要考虑低温脆性风险。
- 4.转速/线速度： 计算转轴线速度（v = π * D * n / 60000，单位m/s，D轴径mm，n转速rpm）。避免超速（>12m/s）。
- 5.外部环境： 如存在粉尘、水雾、盐雾、臭氧等，应强烈推荐选用带副唇（防尘唇）的油封。
- 6.安装要求：
- •轴端倒角： 保证≥15°×1mm，避免割伤唇口。
- •轴表面处理： 硬化处理（淬火/镀铬），粗糙度Ra 0.2~0.8μm（过低磨损快、过高泄漏）。硬度≥HRC 30。
- •座孔要求： 孔径公差（H7~H8），圆度好，入口倒角去毛刺。表面粗糙度Ra ≤ 3.2μm。
- •安装工具： 使用导套或专用工装，避免锤击骨架导致变形。涂抹润滑脂于唇口和轴表面。
五、 安装注意事项与维护要点
- 1.安装前检查： 确保油封、轴、孔清洁无损伤；观察弹簧是否在位、缠绕方向（左旋对应右转轴）。区分主唇（带弹簧，朝里）与副唇（无弹簧，朝外）。
- 2.润滑： 安装前在唇口及轴上涂敷与设备内相同的密封介质（油脂或油）。避免干摩擦。
- 3.压入方向： 始终从骨架背部施力（骨架开口侧）压入，严禁挤压橡胶唇口或弹簧。使用平底压板。
- 4.安装速度： 使用压机时，压力均匀、速度恒定且偏慢。
- 5.运行前检查： 首次启动前，手动盘车确认无卡阻异响。
- 6.泄漏观察： 允许初期有极微量“渗出”（形成油膜），但不应有持续滴漏。注意区分渗油和泄漏。
六、 失效模式及原因分析
| 失效模式 |
主要原因 |
| 泄漏（外部可见） |
唇口磨损/老化开裂/螺旋失效、轴伤/偏心、安装不当致唇翻卷、骨架变形松动、超压 |
| 内部缺油烧干 |
主唇密封过紧、轴偏心振动过大致摩擦温升异常、回油线方向错误（向上泵离） |
| 唇口翻转撕裂 |
安装方向错误、轴倒角不足、粗暴压装 |
| 骨架锈蚀松动 |
工作环境潮湿/腐蚀介质、金属外壳防护不足 |
| 橡胶过度溶胀/软化 |
介质不兼容（接触强极性溶剂/EP极压油）、高温致结构破坏 |
结论：单唇金属骨架油封（氯丁橡胶CR唇口）是中低速、常温（-40°C~+120°C）、耐矿物油与常规润滑油脂的经济型密封标杆解决方案。其金属骨架确保了安装刚性与定位精度，氯丁橡胶唇口兼顾油封与耐候需求，螺旋线设计则赋予主动密封能力。选用时需严格复核温度压力上限与介质兼容性；在粉尘水雾环境下应优选配置防尘副唇的产品；并强调规范化安装与定期维护是保障其长期可靠运行的核心前提。当工况超越CR边界（高温/特殊介质/高速），需果断升级为如HNBR、ACM或FKM（氟橡胶）等更高级材质的油封。
【德龙密封温馨提示】密封问题找德龙！密封件厂家，接受定制密封件，从设计到研发，从生产到测试，全系列服务。有更多想了解的信息可以直接联系德龙密封，德龙产品专家竭诚为您服务！
电话/微信：13381546720
