油封是怎么达到密封效果的?

广东德龙密封科技有限公司 2023-10-14

油封的密封原理涉及两个因素:一是内腔密封,通常是内腔油封边缘(静态部件)的定位;二是密封唇与旋转轴表面接触的动态密封,是油封的重要功能。

骨架油封

为了保证油封在腔内的静态密封和孔内的稳定定位,油封边缘易于安装。一般采用橡胶材料覆盖金属骨架,将橡胶弹性体可靠的静态密封能力与金属骨架支撑定位的优点相结合。油封边缘设计有倒角,便于安装。此外,在外缘设计油封密封管沟可以增加附着力,防止油封倒退倾斜的危险,增加压力配合公差,提高油封静态密封的稳定性。边缘设计成金属外骨架的油封适用于内腔安装特别牢固的地方。需要注意的是,当油封孔内表面粗糙时,应涂上密封剂,密封胶可用于密封座。

油封的密封唇接触区的密封原理对油封的密封功能具有极其重要的意义,这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、密封唇的视角设计和唇尖与扭簧中心的距离定制的综合作用,产生了轴面不对称分布的接触应力:油压大,急剧上升;空气压力小角度衰减。在过盈量(密封唇的内径在自由状态和无负荷的前提下设计为略小于轴直径)的配合下,接触应力等不对称分布与旋转轴产生的圆形环箍力的结合,导致密封唇接触区的结构特征变形。这种密封弹性体变形结构是在油封试运行过程中形成的,对密封性能起着决定性的作用(因此,油封需要试运行的磨合期)。螺旋线的影响加上轴向旋转,这种变形结构对油侧产生泵吸作用。

这里必须提到日本NOK油封公司。1959年,他们率先用图像处理技术解释油封的密封原理,并给出润化理论。大意是油封装入机械装置后,嘴唇摩擦小,损伤小。油封的密封唇滑动面的摩擦特性受流体粘度和滚动速率的控制,滑动面上有油膜。油封与轴之间的相互滑动表面在油膜分离的润化条件下运动,因此摩擦小,损伤小。油封滑动接触面油的流动是从大气侧流向油侧,从油侧流向大气侧的循环。滑动面润化良好,可防止磨损,无泄漏。可见,对油封唇材料和唇形进行细微控制,影响油封的润化特性和密封原理是非常重要的。

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