第五章 第二节 成型填料密封.pptVIP

（二）锥面填料 图2-39 锥面填料结构 1—支承环；2—压紧环；3—T形环；4—前锥环； 5—后锥环；6—轴向弹簧；7—圆柱销 * * 2.工作原理 由于在油封与轴之间存在着油封刃口控制的油膜，此油膜具有流体润滑特性。在液体表面张力的作用下，油膜的刚度恰好使油膜与空气接触端形成一个新月面，防止了工作介质的泄漏，从而实现旋转轴的密封。油封的密封能力，取决于密封面油膜的厚度，厚度过大，油封泄漏；厚度过小，可能发生干摩擦，引起油封和轴磨损；密封唇与轴之间没有油膜，则易引起发热、磨损。 油封与其他唇状密封不同，因为它具有回弹能力更大的密封唇部，密封面接触宽度很窄（小于0.5mm），而且接触压力的分布图形呈尖角形。径向力大小并不是油封结构最佳设计方案的惟一因素。径向力分布应保证有“峰值”状态，且尖峰越锐，密封效果越好。最理想的情况应当是，尽量采用最小的径向力而得到最尖锐的“峰值”压力分布，以获得最佳的密封效果。 * 油封在自由状态下，其内径比轴径小，即具有一定的过盈量。当油封装到油封座和轴上以后，即使没有弹簧也有一定的径向力作用在轴上。为了保证密封的可靠性，减少或者弥补因轴在运转时产生的振动而造成的唇口与轴颈产生的局部间隙，在油封冠部的上方，加装一个弹簧。依靠弹簧对轴的抱紧力来克服轴在旋转状态下，因振摆、跳动所造成的间隙，使油封的唇口能始终紧贴于轴的表面。因此，油封能以较小的径向力获得良好的密封效果。 * 油膜的存在一方面起到密封流体介质的作用，另一方面还可以起到唇与轴之间的润滑作用。但是油封在使用过程中，由于油封唇的作用，轴表面及转动情况和密封介质性质的不同，以及三者的相互作用和相互配合条件是经常会发生变化的，所以在轴旋转的动态过程中，油膜的厚度也在不断变化，其变动量一般约在20%?50%之间。油膜过厚，容易泄漏；油膜过薄，则会导致干摩擦。 5.7.2 油封的特点、用途及类型 1.特点 结构简单、尺寸紧凑、装卸容易、成本低廉。对工作环境条件及维护保养的要求不苛刻，密封性能较好，适宜大批量生产。 2.用途 油封广泛地应用在起重运输机械、工程矿山机械、船舶、飞机、机床及多种油压装置上。它通常的工作范围是：工作压力，普通油封一般不超过0.05 MPa，耐压油封国外可达10MPa，国内产品约为1?3MPa；密封面线速度，低速型?4m/s，高速型4?15m/s；工作温度范围为?40??120℃（与橡胶种类有关）；适用介质为油品、水、弱腐蚀性介质；寿命约为半年。 * （1）粘接结构 这种结构的特点在于橡胶部分和金属骨架可以分别加工制造，再用胶粘接在一起，成为外露骨架型。有制造简单，价格便宜等优点。美、日等国多采用此种结构。 （2）装配结构 它是把橡胶唇部、金属骨架和弹簧圈三者装配起来而组成油封。它有内外骨架把橡胶唇部夹紧。通常还有一挡板，以防弹簧脱出。 * （3）橡胶包骨架结构 它是把冲压好的金属骨架包在橡胶之中，成为内包骨架型。其制造工艺较为复杂一些，但刚度好，易装配，且钢板材料要求不高。 （4）全胶油封 这种油封无骨架，有的甚至无弹簧，整体由橡胶模压成型。其特点是刚度差，易产生塑性变形。但是它可以切口使用，这对于不能从轴端装入而又必须用油封的部位是仅有的一种形式。 * * 5.7.3 油封材料 最早使用的是皮革。 鞣制良好的皮革，质地柔软，富有弹性，耐油性能良好，使用广泛。但是，皮革的加工质量不稳定是其主要缺点，所以自40年代出现耐油和耐磨性能良好的合成橡胶后，它逐渐被代替。现在的油封材料主要是各种橡胶。 鉴于油封处于大气和油的环境中．所以要求材料的耐油性和耐大气老化性能良好。同时它常遇灰坐和泥水，且有很高的转速、 因此要求耐磨性和耐热性。 此外，油封还用到骨架材料和弹簧材料。前者常用热轧钢板或钢带，只有海水及腐蚀介质场合才用不锈钢板。后者一般用弹簧钢丝或不锈钢丝等。 * 5.7.4 影响油封密封的因素 橡胶品种对油封性能的影响 润滑油对油封性能的影响 润滑油添加剂的影响 变质油的影响 轴表面粗糙度的影响 装配的影响 转子振动的影响 偏心的影响 温度的影响 材料的影响 润滑油的影响 结构的影响 环境的影响 * 油封与其他密封比较有以下优点： 油封重量轻，耗材少。每种油封都是薄壁的金属件与橡胶件的组合，其材料耗费极少，其重量很轻。 油封的安装位置小，轴向尺寸小，容易加工。 密封性能好，使用寿命较长，对机器的振动和主轴的偏心都 有一定的适应性。 拆卸容易，检修方便。 价格便宜。 油封的缺点在于不能承受高压，所以只能作轴承润滑油的密封，很少作其他密封。 * 5.7.5 油封的主要形式 * 外径设计