新型旋轉(zhuǎn)軸唇形密封圈的結(jié)構(gòu)及其優(yōu)點
旋轉(zhuǎn)軸唇形密封圈通常稱為油封奸柬,廣泛應(yīng)用于工程機械的變速箱、驅(qū)動橋等部件中,如變速箱的前后輸出軸副签,驅(qū)動橋的主減速器幔私、輪邊等處舌缤,其功用在于把油腔和外界隔離施流,對內(nèi)封油,對外防塵确憨。目前國內(nèi)大量采用的油封結(jié)構(gòu)型式比較多译荞,其基本結(jié)構(gòu)包括橡膠密封部分、金屬骨架或金屬殼體和金屬彈簧休弃。
一磁椒、油封的密封機理
油封的密封是靠一撓性密封元件(皮革、橡膠玫芦、聚四氟乙烯浆熔、聚三氟氯乙烯或聚酰亞胺等)與旋轉(zhuǎn)軸之間的過盈配合形成的。它的密封機理是:油封唇部和軸之間的接觸表面上同時并存干摩擦守涤、邊界潤滑和流體潤滑三種情況矢匾,并不斷交替產(chǎn)生。干摩擦產(chǎn)生磨損溃艺,流體潤滑產(chǎn)生泄漏区戚,在邊界潤滑下,油封唇部與軸的界面之間形成一層穩(wěn)定的流體動壓油膜睡硫,油膜厚度約00025mm挣堪;這層油膜除用作潤滑之外,還起密封作用趣闹。油膜太厚豁惨,流體就會泄漏;油膜太薄,就不能形成流體潤滑膜烂辟,唇部就會磨損唤鳍。因此,為了獲得良好的密封性能和比較長的工作壽命哨叙,就要求人們在結(jié)構(gòu)設(shè)計恕刘、橡膠配方設(shè)計和安裝使用上都要為形成薄而穩(wěn)定的邊界潤滑油膜提供條件。其中在結(jié)構(gòu)設(shè)計抒倚、安裝使用方面褐着,現(xiàn)國內(nèi)常用油封所規(guī)定的條件是非常苛刻的托呕,這也就為泄漏故障的頻頻發(fā)生埋下了隱患含蓉。
二、現(xiàn)有油封存在的不足
1.在結(jié)構(gòu)設(shè)計上镣陕,由于目前大量采用的油封是與旋轉(zhuǎn)軸直接進行過盈配合而實現(xiàn)動密封的,其對旋轉(zhuǎn)軸的偏心度姻政、尺寸偏差呆抑、不圓度、表面粗糙度等都有十分嚴(yán)格的要求:
1)軸的偏心度汁展,偏心度大小直接影響油封唇部接觸應(yīng)力的分布狀態(tài)鹊碍,通常要求在0.3mm(軸徑為50~80mm,油封線速度為10~15m/s)以內(nèi)食绿,然而在很多情況下是很難做到的侈咕。例如驅(qū)動橋主減速器油封的裝配技術(shù)要求:輸入法蘭中心線對油封座孔中心線的偏心度小得超過0.1mm。但由于座孔中心線取決于軸承座與托架配合止口的中心位置屏酌,輸入法蘭中心線又取決于其與主動螺旋錐齒輪配合花鍵的中心位置庇讥,這兩個中心線的偏移量很難控制在0.1mm的范圍內(nèi)。
2)軸的尺寸偏差:只有正確地選擇軸的尺寸偏差才可能獲得性能良好的密封效果予问。過大的軸會增加唇端的接觸載荷润沸,而過小的軸則會使唇端接觸面上的密封壓力不夠。壓力過大會促使密封過早失效涕笛,而接觸壓力過小則會引起泄漏燥箍。
3)軸的不圓度:軸的不圓度很可能會使彈性體密封唇按照軸的不規(guī)則運動而產(chǎn)生變形或失去彈性,從而引起疲勞破壞列汽。
4)軸表面粗糙度朦晋,一般規(guī)定為Ra1.6~3.2um,表面太光滑喳律,不利于形成和保持油膜周狱,密封圈干磨擦,容易燒傷,引起泄漏扰藕;太粗糙缓苛,磨擦磨損加劇,同樣會造成油封早期失效邓深。
2.在安裝使用方面:安裝前必須在油封唇口上先涂少許潤滑脂未桥,由于油封唇部相對于軸有一個過盈量,安裝時必須注意和預(yù)防諸如密封唇部的扭轉(zhuǎn)芥备、擠出冬耿,當(dāng)軸端不帶圓錐、圓角且有螺紋時萌壳,就更應(yīng)注意亦镶,否則容易把唇口劃傷而影響密封效果。
3.現(xiàn)有油封對軸表面的損傷較敏感袱瓮,很輕微的損傷都可能對它的密封效果及工作壽命產(chǎn)生極大的影響缤骨,甚至直接帶來泄漏。
三尺借、新型油封的結(jié)構(gòu)及其優(yōu)點
新型油封的主要特點是在旋轉(zhuǎn)軸與油封唇部之間設(shè)計了一個包覆一層波浪狀橡膠的油封內(nèi)轂绊起,工作時,內(nèi)轂隨同軸一起旋轉(zhuǎn)燎斩,而油封在其唇部與內(nèi)轂外表面之間實現(xiàn)動密封箩晦。其優(yōu)點有:
1.在油封內(nèi)轂部份包覆一層波浪狀橡膠,能適應(yīng)旋轉(zhuǎn)軸比較大的偏心度(通常只要求在0.5mm左右)和軸較大范圍的尺寸偏差树吏,有較佳的軸向及徑向緩沖性能淀甘。此種油封在軸的偏心度為0.5mm、轉(zhuǎn)速為800rpm條件下的泥水試驗中顯示了良好的密封性能漫介;同時在50000km的壽命試驗中也顯示出非常長的使用壽命风镊。&nb |