噴氣織機(jī)骨架油封裝配方法及失效分析

王 維

(陜西長嶺紡織機(jī)電科技有限公司，陜西 寶雞 721013)

?生產(chǎn)實(shí)踐

噴氣織機(jī)骨架油封裝配方法及失效分析

王 維

(陜西長嶺紡織機(jī)電科技有限公司，陜西 寶雞 721013)

為了解決噴氣織機(jī)使用中出現(xiàn)密封箱體油液泄露的問題，介紹骨架油封結(jié)構(gòu)及密封原理，從油封端唇部磨損、油封安裝及保養(yǎng)等對其常見失效的原因進(jìn)行分析，結(jié)合油封的密封原理，給出骨架油封的裝配方法及裝配注意事項(xiàng)。指出：噴氣織機(jī)中骨架油封裝配不當(dāng)、軸孔類零件質(zhì)量不合格及保養(yǎng)不當(dāng)是造成骨架油封失效的主要原因；應(yīng)嚴(yán)格管理、安裝、維護(hù)和保養(yǎng)油封，制作配套工裝，嚴(yán)格裝配方法。

噴氣織機(jī)；骨架油封；密封；唇部；螺旋彈簧；失效；裝配

油封廣泛應(yīng)用于機(jī)械設(shè)備中，其密封性能直接影響機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)、使用壽命及工作效率，若油封失效則會引起油液泄漏，污染環(huán)境甚至造成火災(zāi)。在噴氣織機(jī)中，含有金屬材質(zhì)的骨架油封最為常見，而裝配不當(dāng)則是造成骨架油封失效最常見的原因之一。本文通過分析噴氣織機(jī)骨架油封失效原因，為油封裝配提供參考。

1 骨架油封結(jié)構(gòu)及密封原理

1.1 骨架油封結(jié)構(gòu)

普通雙唇骨架油封的結(jié)構(gòu)如圖1所示[1]。在自由狀態(tài)下，骨架油封唇口比軸徑小，有一定的過盈量，裝配后油封的端唇部周向擠壓軸外圓面，密封了流體的向外運(yùn)動。密封唇部一般為橡膠材質(zhì)，具有一定的柔性及彈性，能夠抵消部分機(jī)械設(shè)備的振動及流體壓力的變化，配合螺旋彈簧的收縮，以及密封唇部的橡膠基質(zhì)對軸產(chǎn)生均勻的徑向壓力，保持唇部與軸表面穩(wěn)定的密封狀態(tài)。防塵唇部可以有效地減少雜質(zhì)侵入油封唇口，造成密封唇部磨損。金屬骨架支撐配合部位，在腔體孔中產(chǎn)生配合力，防止油液從油封外圓面與腔體內(nèi)的接觸面間泄漏。

1.2 密封原理

軸運(yùn)轉(zhuǎn)中，油封唇口在徑向壓力的作用下，形成0.25 mm～0.50 mm的環(huán)形接觸帶，在油液壓力的作用下，油液滲入油封唇口與轉(zhuǎn)軸之間，形成厚度約2.5 μm的油膜。該油膜具有流體潤滑特性，能產(chǎn)生一定的表面張力，防止油液流出，形成密封。同時，油封和軸的相對運(yùn)動在油膜分離的狀態(tài)下進(jìn)行，可以減小摩擦力和摩擦熱，降低油封唇口的磨損速度，并使其潤滑。骨架油封的配合狀態(tài)如圖2所示[2]。

2 骨架油封失效原因

油封失效是指其在使用中失去密封性，油液泄漏引起設(shè)備不能正常使用的情況。根據(jù)售后人員反饋的信息，經(jīng)分析后發(fā)現(xiàn)，絕大多數(shù)的油封失效并不是由油封設(shè)計(jì)、制造及選用造成，而是因油封裝配不當(dāng)、軸孔類零件質(zhì)量不合格及保養(yǎng)不當(dāng)造成的。在實(shí)際使用過程中，油封內(nèi)唇口的過快磨損(過盈量減小)是引起油封泄漏的最常見原因之一。

2.1 油封端唇部均勻磨損

油封使用較短時間發(fā)生漏油，將其拆下后發(fā)現(xiàn)密封端唇部磨損，有較明顯的均勻環(huán)狀磨損帶，一般是軸類零件與油封端唇部配合處的油封唇口磨損造成。軸表面粗糙度Ra值一般為0.32 μm～0.80 μm，當(dāng)表面粗糙度值過大時，軸與油封唇口的摩擦力增大，油膜潤滑性不夠，易造成油封泄漏。

2.2 油封端唇部非均勻磨損

油封使用較短時間發(fā)生漏油，將其拆下后看到密封端唇部磨損，有較明顯的不均勻環(huán)狀磨損帶，造成此種問題的原因較多，從裝配角度一般可分為以下兩種。

2.2.1 油封傾斜安裝

油封若傾斜安裝，造成螺旋彈簧的收縮力不勻，其密封端唇部與軸接觸不均勻，不能形成均勻的油膜，使油封唇口與軸之間潤滑不良，造成油封泄漏。

造成油封傾斜安裝的常見原因是未采用安裝油封的專用工裝。采用錘擊法裝配時，油封端面未均勻使力，造成油封安裝變形。

2.2.2 油封偏心安裝

偏心安裝是造成油封短時間泄漏較難發(fā)現(xiàn)的原因之一，除去油封本身的質(zhì)量問題，如油封外圈與內(nèi)圈不同心；引起偏心安裝的最常見原因是油封唇口與軸的不同心或腔體孔與軸的不同心。在螺旋彈簧的作用下，油封的徑向壓力不均勻等，油封唇口與軸接觸帶產(chǎn)生不均勻磨損，引起油封泄漏。

大量試驗(yàn)表明，油封偏心安裝是不可避免的，隨著軸轉(zhuǎn)速的升高，油封安裝的偏心量不斷減小，可以避免油封偏心安裝造成的泄漏，圖3為油封安裝偏心量與轉(zhuǎn)速的關(guān)系[3]。在安裝油封時，可采用打百分表的方法檢查油封唇口接觸處的圓跳動。

2.3 油封使用保養(yǎng)不當(dāng)造成磨損

應(yīng)按照保養(yǎng)說明在磨合期過后盡快更換油液，以免金屬磨損產(chǎn)生的微粒進(jìn)入油封唇口造成漏油。

3 骨架油封的裝配方法

3.1 按圖紙等技術(shù)資料領(lǐng)取正確的油封型號，裝配前不能撕開油封包裝紙，以防止油封粘灰。若暫時不安裝，需將油封避光、避熱源、避潮濕存放，且需防止異物混入油封唇口。安裝時，需檢查油封外形是否完好，無明顯碰傷、劃傷，無異物侵入。

3.2 檢查軸和腔體基本尺寸、表面粗糙度及公差是否符合圖紙要求。零件搬運(yùn)中防止使精加工的軸和腔體受到損傷，必要時可以制作搬運(yùn)夾具進(jìn)行保護(hù)。軸和腔體表面不得有防銹油、銹跡、沙塵等異物，否則安裝前應(yīng)使用洗油或煤油清洗，再擦拭干凈，因?yàn)橄从突蛎河偷臍埩粑飼褂头馀蛎浂l(fā)生故障。墻體孔口在裝配前應(yīng)去毛刺。

3.3 油封碰觸軸上的鍵槽或花鍵時易劃傷唇口，需用膠帶將軸的鍵槽或花鍵部分纏繞起來，最好制作專用保護(hù)套(如圖4)，以方便油封裝配。

3.4 在油封內(nèi)圈唇口之間涂抹少量礦物油型鋰基脂，可防止軸在啟動時與油封唇口干摩擦，影響唇口的過盈量；但鋰基脂不可涂抹過量，以免運(yùn)轉(zhuǎn)中漏出而被誤認(rèn)為漏油。不建議使用油類潤滑劑涂抹油封唇口，因?yàn)榇祟愇镔|(zhì)流動性大，在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)中油封唇口發(fā)熱后易流出，使油封唇口與軸之間失去潤滑性，若油膜無法及時形成，會造成油封端唇部過快磨損。建議在油封螺旋彈簧與外圈之間的凹槽中涂抹適量潤滑脂，可有效防止裝配中螺旋彈簧的彈出。油封的外圈涂抹少量半干性液態(tài)密封膠，如硅橡膠，特別是更換油封時更應(yīng)如此，可有效防止油封外圈漏油。具體涂抹示意見圖5。

3.5 油封裝入腔體孔時不能傾斜安裝，壓力要均勻，油封裝入腔體孔中一般會出現(xiàn)以下兩種情況。

a) 將油封直接裝配到孔中，此時無論是從油封的大氣側(cè)或油液側(cè)壓入，均可以制作專用工裝，如圖6和圖7所示。

b) 將油封壓入已裝完軸的腔體孔中，為方便安裝而制作的工裝如圖8和圖9所示。油封裝配時，外圈應(yīng)涂有半干性液態(tài)密封膠，該工裝外圓面上

應(yīng)設(shè)計(jì)有透氣孔，可使裝配時工裝中的氣體排出，保證油封壓裝到位。

3.6 及時清理油封裝配中外圈擠出的多余密封膠，密封膠的溢出部分應(yīng)仔細(xì)清理干凈，如誤將密封膠粘在軸表面與油封唇口上，會造成油封泄漏。

3.7 機(jī)械設(shè)備裝配完后，在廠內(nèi)進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)，若加入多次使用過的沉淀油液時，應(yīng)保證油液無雜質(zhì)。從壓入側(cè)觀察設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)中的油封唇口，可以看到少許光亮的油膜帶，則說明油封裝配正常。

4 結(jié)論

噴氣織機(jī)中骨架油封使用較多，油封的失效會影響噴氣織機(jī)使用中的穩(wěn)定性和可靠性，油液泄漏會污染布面，油液泄漏過多時造成齒輪面潤滑不良

而磨損，嚴(yán)重的泄漏會造成火災(zāi)，在紡織廠造成惡劣的影響。由售后反饋情況分析，油封裝配不當(dāng)、軸孔類零件質(zhì)量不合格及客戶保養(yǎng)不當(dāng)是造成其失效的主要原因。對已損壞的油封進(jìn)行分析，找到油封裝配的正確方法及步驟，才能指導(dǎo)噴氣織機(jī)制造廠生產(chǎn)和下游企業(yè)正確使用。

[1] 劉引文，劉振華，劉涌.橡膠密封制品實(shí)用加工技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002.

[2] 付平主，常德功.密封設(shè)計(jì)手冊[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009.

[3] NOK株式會社.NOK油封說明書[Z].

Assembling Method and Failure Analysis of the Cased Oil Seal
on Air-jet Loom

WANG Wei

(Shaanxi Changling Textile Mechtronical Technology Co.,Ltd.,Baoji 721013,China)

To solve the problem of oil leakage of the cased oil seal on in-service air-jet loom,introduction is made to the structure and the workhow of the cased seal.Analysis is done to the causes resulting in worn lips of the seal and common failures.Cautions are given on assembling maintenance of the seal.It conludes that the main failures result from improper assebling of the cased seal,unqualified parts with holes and improper maintenance.Something must be done in management,assembling,maintenance of the oil seal with proper tooling and assembling method.

air-jet loom;cased oil seal;seal;lip;spiral spring;failure;assembling

2016-04-26

王 維(1984—)，男，陜西寶雞人，助理工程師，主要負(fù)責(zé)噴氣織機(jī)流水線裝配、工藝調(diào)試方面的工作。

TS103.33+7

B

1001-9634(2016)06-0010-04