油封密封及工作原理.ppt

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汽車密封件有限公司介紹 旋轉(zhuǎn)軸油封的使用和安裝要求 1 概述2 油封密封原理3 油封的制造及注意事項(xiàng)4 油封的裝配5 油封的檢測(cè)6 油封漏油的原因及預(yù)防 1 概述 油封是用來防止液體或固體 潤(rùn)滑脂等 從系統(tǒng)中泄漏出來 或防止灰塵進(jìn)入系統(tǒng)內(nèi)的功能性零件 常見的油封種類有 旋轉(zhuǎn)軸油封 往復(fù)式油封等 2 旋轉(zhuǎn)軸油封的密封原理 油封的設(shè)計(jì)理論基本上由各油封廠家長(zhǎng)期的經(jīng)驗(yàn)積累而成 可分為兩類 線密封和面密封 線密封油封唇口和軸之間是線接觸 中間形成一層穩(wěn)定的油膜 面密封即聚四氟乙烯油封 PTFE 上世紀(jì)晚期發(fā)展起來的新型密封理論 油封和軸之間是面接觸 流體動(dòng)力型橡膠唇形密封圈結(jié)構(gòu)圖 2 1流體動(dòng)力型橡膠唇形密封圈的密封機(jī)理 油封橡膠唇口與旋轉(zhuǎn)軸之間形成一條線狀接觸帶 此帶處的軸與橡膠之間形成一非常薄的均勻膜 厚度大約為2 5 m 油膜能將唇口與軸之間因相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的摩擦熱帶走 使其潤(rùn)滑 又能在油膜的表面產(chǎn)生一定的張力 阻止?jié)櫥偷牧鞒?形成密封 2 1流體動(dòng)力型橡膠唇形密封圈的密封機(jī)理 2 1 1我公司旋轉(zhuǎn)軸唇形密封圈的特點(diǎn) 1 油封外徑油封外徑密封面一般設(shè)計(jì)成波浪形 我們稱之為外徑密封筋 附膠層厚為0 8 1 3mm 與普通油封的附膠層要薄 在裝配時(shí)可在外徑上涂油 在密封筋凹槽形成一個(gè)潤(rùn)滑油槽 裝配時(shí)就比較容易 并且能消除油封回彈現(xiàn)象 確保油封始終處在指定的正確位置 定位性好 該結(jié)構(gòu)的油封在裝配或拆卸所用的力比外徑平面型結(jié)構(gòu)所用的力要小的多 2 產(chǎn)品內(nèi)徑 1 付唇口油封付唇口在設(shè)計(jì)時(shí) 間隙我們采用的是間隙配合 與基準(zhǔn)軸在0 3 0 5mm 這樣有助于工作過程中產(chǎn)生的熱量揮發(fā) 不易在油封主 付唇口間產(chǎn)生真空而吸附灰塵和顆粒 減小油封的徑向負(fù)荷 從而減少摩擦生熱 避免因高溫對(duì)主唇口的加快老化 并且降低了功率損失 2 1 1我公司旋轉(zhuǎn)軸唇形密封圈的特點(diǎn) 2 主唇口油封主唇口 我們采用法國(guó) 微唇口油封 斷面結(jié)構(gòu)形式 其優(yōu)點(diǎn)如下 微唇口唇部尺寸小 使其能適應(yīng)更多的場(chǎng)合 腰部厚減小 使油封唇口對(duì)軸有良好的跟隨性 由于徑向負(fù)荷減小 摩擦力矩可降低30 左右 能耗降低 徑向力減少 生熱低 膠料老化程度減輕 唇口 積炭 現(xiàn)象減輕 積碳 是油封滲漏的起因 積碳 后油封唇口發(fā)生僵硬 造成油封唇口開裂 密封失敗 另外 徑向負(fù)荷和 積碳 的減小 會(huì)使油封本身和軸的磨損降低 從而提高使用壽命30 在油封主唇口斜面設(shè)計(jì)有回油線 回油線具有液壓泵吸作用 能及時(shí)將流入唇口部位的潤(rùn)滑油泵回油封一側(cè) 起到了密封作用 同時(shí)泵回的油使唇口與軸的部位形成潤(rùn)滑油膜 使唇口磨損減少 延長(zhǎng)油封的使用壽命 并且回油線離唇口尖點(diǎn)有0 02mm的距離 用模壓工藝成型 確保油封唇口在靜態(tài)不滲漏 2 1 1我公司旋轉(zhuǎn)軸唇形密封圈的特點(diǎn) 模壓唇口成型唇口由模具直接硫化成型 其結(jié)構(gòu)尺寸穩(wěn)定能夠模壓出最優(yōu)的回油線 唇口與軸之間形成了完整的密封帶 封油效果好 附 切唇口唇口依靠刀具加工而成 因此 其結(jié)構(gòu)參數(shù)隨切唇工藝變化而不穩(wěn)定 且對(duì)設(shè)備精度要求高不能形成完整的回油線 如圖 在靜態(tài) 易產(chǎn)生滲漏 2 1 2材料的選用 骨架 骨架一般選用低碳鋼 我們一般采用08Al 特殊情況下可采用不銹鋼 油封彈簧一般情況下 彈簧材料選用70鋼或XC70鋼 特殊情況下選用不銹鋼絲 根據(jù)使用工礦的不同 可設(shè)計(jì)出不同規(guī)格的彈簧 并明確規(guī)定了不同規(guī)格的彈簧在伸長(zhǎng)5 和10 的拉伸應(yīng)力 對(duì)于穩(wěn)定的彈簧 在200 的烤爐中加熱5小時(shí)的前 后的拉伸力不能多于10 膠料 膠料的選用要根據(jù)被密封的介質(zhì) 使用溫度 軸的轉(zhuǎn)速 密封腔體內(nèi)的壓力等來確定 發(fā)動(dòng)機(jī)油封 FPM HNBRPTFE 變速箱油封 ACM NBR FPM 車橋油封 ACM NBR FPM 變速箱油封材料的選用NBR 在溫度 40 120 轉(zhuǎn)速低于3600rpm 但材料耐雙曲線齒輪油性能差 ACM 在溫度 15 160 轉(zhuǎn)速6000rpm 耐雙曲線齒輪油性能優(yōu) 但耐磨性差 FPM 在溫度 30 200 轉(zhuǎn)速6000rpm 絕大多數(shù)的車用潤(rùn)滑油情況下 3 油封的制造及注意事項(xiàng) 橡膠油封加工是按如下工藝流程進(jìn)行的 產(chǎn)品制造過程中的每個(gè)工序由多功能小組進(jìn)行PFMEA分析 并中制定控制計(jì)劃對(duì)影響產(chǎn)品功能的過程特性加以控制 使產(chǎn)品特性得以滿足 油封制造過程應(yīng)注意事項(xiàng) 1 制造油封所用原材料的供應(yīng)商必須經(jīng)我公司質(zhì)量體系認(rèn)證 從而保證材料來源穩(wěn)定 質(zhì)量可靠 2 控制各批次膠料的可重現(xiàn)性 比如配方各種材料均采用程控自動(dòng)稱量平臺(tái) 3 在混煉時(shí)要分段加硫 硫化劑或部份促進(jìn)劑 以防止油封用混煉膠早期過硫失效 4 油封用混煉膠檢測(cè)合格后 保證膠料規(guī)格和重量 5 磷化和粘合劑處理 要保證油封骨架 金屬 磷化膜和粘劑涂層均勻一致 以達(dá)到橡膠與金屬骨架粘接牢固6 硫化時(shí)要注意的模具及工位器的清潔 防止膠料半成品和骨架的二次污染 7 二段硫化應(yīng)注意烘烤的溫度和時(shí)間 防止二段硫化的不充分 4 油封的裝配4 1一般要求 4 1 1對(duì)油封座的要求對(duì)油封座的要求如圖 表面粗糙的的要求 內(nèi)包骨架油封Ra1 6 4外露骨架油封Ra1 2 2 5 為了便于安裝油封 使油封在裝配過程中不至被毛刺或尖角劃傷 殼體上孔的口部必須有15 30 的斜角 4 1 2對(duì)軸的要求 對(duì)軸的要求如圖粗糙度要求 得到良好密封性能的重要因素之一是軸的表面粗糙度 比Ra0 2 m更高的表面粗糙度是不需要的 這樣軸的表面太光滑 不能產(chǎn)生形成潤(rùn)滑油膜的可沾性 當(dāng)軸的表面粗糙度為Ra0 4 Ra0 8 m時(shí) 即能產(chǎn)生良好的可沾性 通常認(rèn)為合適的表面粗糙度范圍為Ra0 32 Ra0 8 m 4 1 3對(duì)偏心的要求 軸 座偏心是影響油封漏油的重要因素軸 座偏心示意圖對(duì)偏心量的要求 建議e 0 15mm任何程度的軸的偏心度都影響密封性能并逐漸地增加由于磨損和彈性體的遞增的硬化所引起的疲勞破壞的機(jī)會(huì) 對(duì)軸跳動(dòng)的要求 軸跳動(dòng)量是影響油封漏油的重要因素軸跳動(dòng)示意圖對(duì)軸跳動(dòng)的要求 建議F 0 15mm 4 2裝配前的準(zhǔn)備工作 4 2 1油封座的外觀檢查及預(yù)潤(rùn)滑1 油封座口部導(dǎo)向角有無毛刺 2 安裝倒角是否存在明顯偏心 用清潔適量的密封介質(zhì)均勻涂覆到油封的安裝腔體上4 2 3軸的外觀檢查軸表面有無劃傷現(xiàn)象 軸表面是否清潔且 無雜質(zhì) 無銹軸端是否已倒角或倒圓 軸尖角是否有毛刺4 2 3油封的準(zhǔn)備檢查油封是否清潔 完好無損 油封彈簧是否脫落用清潔適量的密封介質(zhì)均勻涂覆到油封唇口部位和裝配部位 4 3油封的安裝 為了使油封正確安裝到位 安裝工具應(yīng)能徑向和軸向定位 并由安裝工具來進(jìn)行限位 油封安裝傾斜程度應(yīng)達(dá)到如圖要求安裝速度不能太快 否則會(huì)使油封外徑變形 建議 安裝速度v 1200mm min油封安裝到位后 應(yīng)對(duì)油封保持一段時(shí)間的壓力 以減少或避免油封的回彈 建議 保壓時(shí)間t 5秒 油封安裝常用方法 油封裝配現(xiàn)場(chǎng)情況 1 與油封唇口相接觸的凸緣生銹倒角為尖角2 現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境差工位器具清潔度差各種零件混裝3 油封涂油不均勻4 壓配工裝有殘?jiān)菇菫榧饨遣⒂忻?油封現(xiàn)場(chǎng)情況 5 壓配好油封座疊放6 油封座有大塊的殘?jiān)? 將油封穿在鐵絲或套筒8 壓配工裝不同心9 操作者用臟手套接觸油封唇口 5 油封的檢測(cè) 5 1項(xiàng)目5 1 1成品新模 重要特性CPK 1 33主唇口尺寸 外徑尺寸 防塵口尺寸每批抽檢外觀 100 檢測(cè)氣密性100 檢測(cè)5 1 2采購(gòu)件 骨架 全尺寸檢測(cè) 每批抽檢彈簧 全尺寸檢測(cè) 每批抽檢 包括彈簧的拉伸應(yīng)力 5 1 3膠料每輥快檢 硫化特性 門尼粘度 密度 5 2主要的油封檢測(cè)工具 投影儀 油封全尺寸檢測(cè) 主要用于模腔認(rèn)證塞規(guī) 用于檢測(cè)主唇口尺寸 如圖 比較儀 用于檢測(cè)油封外徑卡尺 用于檢測(cè)油封高度彈簧拉力試驗(yàn)機(jī) 檢測(cè)彈簧拉伸應(yīng)力氣密性檢測(cè) 檢測(cè)油封氣密性 主要用于發(fā)動(dòng)機(jī)油封5 3油封外觀檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介 6 油封漏油的原因及預(yù)防6 1漏油的原因 油封漏油的原因很復(fù)雜 但以下幾個(gè)原因是比較明顯的6 1 1 在裝配過程中 油封的密封唇口有雜質(zhì) 被劃傷 有缺口 彈簧被碰掉 油封唇口反轉(zhuǎn)等6 1 2 和油封相配的軸表面粗糙度較大 表面存在有車刀印痕 磨削表面的磨削網(wǎng)紋走向向外6 1 3 軸和油封座 發(fā)蘭 相對(duì)的偏心和跳動(dòng)較大 要求值和實(shí)際值 6 1 4 軸的表面硬度較底 HRC 26 導(dǎo)致軸可能被磨成 溝 狀 油封唇口接觸不到6 1 5 油封所密封的介質(zhì)不清潔含有大量的金屬削 泥沙 潤(rùn)滑油的凝團(tuán)等6 1 6 油封在安裝時(shí)偏心 翹曲 油封在安裝時(shí)偏心 翹曲后 油封唇口部分形成橢圓密封面 隨著軸的相對(duì)偏心運(yùn)轉(zhuǎn) 唇口和軸之間的油膜厚度增大容易導(dǎo)致漏油 謝謝