如何實(shí)現(xiàn)唇形油封的可靠裝配

劉偉

摘要：唇形油封的泄露是影響機(jī)器設(shè)備正常工作的質(zhì)量問題之一，而此類封件泄露的主要原因是油封儲(chǔ)存、取用、安裝不當(dāng)，本文通過分析唇形油封的結(jié)構(gòu)和使用場(chǎng)合，從零部件儲(chǔ)存、裝配過程控制以及安裝工裝設(shè)計(jì)等方面闡述唇形油封裝配過程中應(yīng)該注意的事項(xiàng)，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)中油封裝配具有指導(dǎo)意義。

Abstract： Lip oil seal leakage is one of the quality problems that affect machine equipment to work normally， and the sealing piece is the main reason of the leaking oil seal storage and access， improper installation， this article through the analysis of the structure and using situation of lip seal， from the spare parts storage， assembly process control and installation tooling design aspects in this paper， the lip seal assembly process should pay attention to matters， oil seal assembly has a guiding significance for industrial production.

關(guān)鍵詞：唇形油封;儲(chǔ)存;過程控制;工裝設(shè)計(jì)

Key words： lip oil seal;storage;process control;equipment design

中圖分類號(hào)：U472.41? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-957X（2021）06-0157-02

0? 引言

油封泄露問題是困擾整機(jī)生產(chǎn)廠家的重要質(zhì)量問題，泄露不僅會(huì)造成整機(jī)的故障停機(jī)，影響用戶的正常生產(chǎn)，給用戶造成經(jīng)濟(jì)損失;還會(huì)縮短整機(jī)的使用壽命，嚴(yán)重影響廠家的質(zhì)量信譽(yù)。因此，對(duì)于整機(jī)生產(chǎn)廠家來說，減少油封泄露問題的發(fā)生具有重要意義。

1? 唇形油封概述

唇形油封一般由金屬骨架、密封橡膠、緊箍彈簧三部分組成。金屬骨架主要起支撐作用，保證油封工作時(shí)的正常形態(tài)。如圖1所示。

密封橡膠有不同的配方，通常由皮革、橡膠、聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯或聚酰亞胺等按照一定的組份組成，不同配方的橡膠適合不同的工作場(chǎng)合，每個(gè)廠家的配方也不相同。密封橡膠包裹著金屬骨架，外層與孔配合，內(nèi)圈與軸配合處形成唇口，唇口外側(cè)通常有副唇，副唇主要阻止外部大顆粒物進(jìn)入系統(tǒng)內(nèi)部，防止破壞唇口工作環(huán)境，唇口與軸緊密貼合，防止系統(tǒng)內(nèi)部油液泄露。

緊箍彈簧提供了一個(gè)合適的彈力，保證唇口與軸始終緊密貼合。

2? 唇形油封的使用場(chǎng)合和密封機(jī)理

唇形油封是工業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用的密封元件，具有結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、價(jià)格低廉、密封性好、隨動(dòng)性優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)，常被安裝在輸入軸、輸出軸、曲軸等的外側(cè)，當(dāng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)態(tài)密封。

它的密封機(jī)理是：油封唇部和軸之間的接觸表面上同時(shí)并存干摩擦、邊界潤滑和流體潤滑三種情況，并不斷交替產(chǎn)生。干摩擦產(chǎn)生磨損，流體潤滑產(chǎn)生泄漏，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(dòng)壓油膜，油膜厚度一般小于1μm，這層油膜除用作潤滑之外，還起密封作用。油膜太厚，流體就會(huì)泄漏;油膜太薄，就不能形成流體潤滑膜，唇部就會(huì)磨損。因此，為了獲得良好的密封性能和比較長的工作壽命，就要求人們?cè)诮Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、橡膠配方設(shè)計(jì)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。

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、橡膠配方設(shè)計(jì)是油封生產(chǎn)廠家設(shè)計(jì)人員研究的方向，接下來我們闡述一下要實(shí)現(xiàn)油封的可靠裝配，在儲(chǔ)存、取用、安裝三個(gè)方面應(yīng)該注意的問題。

3? 如何實(shí)現(xiàn)唇形油封的可靠裝配

要實(shí)現(xiàn)油封的可靠裝配，就要保證在油封唇口和軸之間形成一層可靠的油膜，我們可以從油封及配合零部件的儲(chǔ)存、油封的安裝過程控制、油封安裝工裝的設(shè)計(jì)三個(gè)方面來考慮。

3.1 油封及配合零部件的儲(chǔ)存

油封是一種精密的配合元件，因此在存放時(shí)一定要帶原包裝儲(chǔ)存，無包裝的油封要存放在封閉、帶蓋的物料盒內(nèi)，不可將油封直接暴露在空氣中，避免外部灰塵落在油封上，影響油封正常使用;與油封配合的軸要清洗干凈，保證清潔度，同時(shí)整齊擺放，不可堆疊，以免磕碰產(chǎn)生毛刺，破壞唇口。

油封的主要密封材料為橡膠，在存放時(shí)要注意不要將油封放在陽光直射和高溫的地方，避免造成油封密封橡膠的老化。

油封緊箍彈簧鑲嵌在密封橡膠的槽內(nèi)，是可以活動(dòng)的，因此存放和運(yùn)輸時(shí)要注意不得造成彈簧脫落。

3.2 油封安裝過程控制

油封安裝過程可分為安裝前、安裝中、安裝后三部分。

安裝前要注意對(duì)油封進(jìn)行目視檢查，檢查油封是否變形、唇口是否損壞，檢查軸上與油封配合部位、倒角處是否有磕碰;檢查箱體上與油封配合的孔倒角是否有磕碰。安裝時(shí)要手拿油封外徑，注意不要用手拿油封唇口處，手上有汗液時(shí)要注意將汗液擦凈后再碰觸油封。油封安裝到孔內(nèi)時(shí)要先用無絨布將孔擦拭干凈，在孔內(nèi)涂抹適量潤滑劑。然后選用正確、合適的壓裝工裝，壓裝時(shí)盡量使用壓力機(jī)，保證提供持續(xù)穩(wěn)定的壓入力。油封裝到軸上時(shí)要注意不可直接裝配，要將油封旋轉(zhuǎn)、平行裝到軸上，必要時(shí)可以在唇口處或軸與唇口配合處涂抹適量潤滑油（量不可過多，不可成股流下，避免造成假漏），以保護(hù)油封唇口。安裝完成后要注意檢查油封是否有損傷，唇口是否破壞，裝配完工件如果還需要做后期噴漆處理，要注意對(duì)油封做必要的防護(hù)。合理存放油封壓裝工裝，不可將工裝直接放置在堅(jiān)硬金屬表面，可以在桌子上放一層柔軟有彈性的聚乙烯和尼龍，或者將工裝懸掛放置。用完的工裝要及時(shí)用無絨布擦拭干凈，工裝要定期檢查，出現(xiàn)問題及時(shí)修理或更換。

3.3 壓裝工裝的設(shè)計(jì)

壓裝工裝設(shè)計(jì)合理與否將直接關(guān)系到油封的裝配質(zhì)量，因此我們必須為油封壓裝設(shè)計(jì)合理的工裝，在設(shè)計(jì)壓裝工裝時(shí)要注意以下幾點(diǎn)：（如圖2所示）

①壓裝工裝的壓裝部分直徑要大于油封配合孔直徑，避免工裝深入孔內(nèi)，將油封壓裝到孔最底部，造成過度壓裝，將油封壓壞（如圖2中1、4）。

②導(dǎo)向部分要有適當(dāng)錐度，以保證油封可以安全的裝到工裝上（如圖2中3）。

③油封唇口與工裝導(dǎo)向部分要過盈配合，保證油封在工裝上始終是居中放置（如圖2中2）當(dāng)然，設(shè)計(jì)合理的壓裝工裝還必須能夠保證油封壓裝過程中不被壓偏，在設(shè)計(jì)工裝時(shí)還要給工裝添加導(dǎo)向結(jié)構(gòu)。導(dǎo)向結(jié)構(gòu)一般包括導(dǎo)向柱和底座，導(dǎo)向柱與底座的孔要精密配合，底座上的孔與凸臺(tái)要有必要的同軸度要求。

綜上所述，工裝設(shè)計(jì)要注意如圖3所示的幾點(diǎn)。

唇形油封在汽車、工程機(jī)械、變速箱、減速機(jī)等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，油封問題導(dǎo)致的泄露故障非常常見，是影響產(chǎn)品質(zhì)量的大問題。維修人員在對(duì)設(shè)備進(jìn)行泄露維修、車間工藝人員在分析油封泄露故障的原因時(shí)都可以以本文為參考，從油封儲(chǔ)存、取用、安裝及安裝工裝等方面進(jìn)行考慮，注意關(guān)注與唇形油封相關(guān)的各個(gè)環(huán)節(jié)，做到有記錄、可追溯，實(shí)現(xiàn)唇形油封的可靠裝配，確保設(shè)備的持續(xù)、穩(wěn)定、可靠工作。

參考文獻(xiàn)：

[1]溫智煒，閆素英，蘇世良，等.基于流固耦合的旋轉(zhuǎn)軸唇型油封流場(chǎng)特性及泵汲率研究[J].流體機(jī)械，2020，048（004）：6-11.

[2]甘屹，劉勝，張勁楓.旋轉(zhuǎn)軸唇形密封圈的建模與仿真研究[J].潤滑與密封，2017（6）.

[3]馮越.全回轉(zhuǎn)推進(jìn)器唇形油封動(dòng)密封性研究及裝配參數(shù)優(yōu)化[D].2017.

[4]高福年.旋轉(zhuǎn)軸唇形橡膠密封圈（骨架油封）的質(zhì)量控制和性能試驗(yàn)[C]//全國橡膠產(chǎn)品性能評(píng)價(jià)技術(shù)研討會(huì).中國化工學(xué)會(huì)，2002.

[5]王忠海.復(fù)雜工況下后橋幾何變形精確預(yù)測(cè)技術(shù)研究[D].河北：河北大學(xué)，2016.

[6]高鑑明，馬小維，韓悅琴，等.高性能汽車油封（座孔式油封）[Z].青島基珀密封工業(yè)有限公司，青島科技大學(xué)，2005.

[7]陳忠，許培元，胡林勇，等.自動(dòng)變速箱油泵制造關(guān)鍵技術(shù)與裝備及產(chǎn)業(yè)化[Z].寧波圣龍汽車動(dòng)力系統(tǒng)股份有限公司，2013.

[8]于長鑫，韓超，徐淑萍，等.高端商用車輪轂軸承關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用[Z].瓦房店軸承集團(tuán)有限責(zé)任公司，2014.

[9]陳海，蔣碌權(quán)，嚴(yán)旭東，等.高性能中高端商務(wù)車后驅(qū)動(dòng)橋總成[Z].四川建安工業(yè)有限責(zé)任公司，2017.

[10]蒲斌，王洪健，宋連剛，等.成品油管線的發(fā)球筒快開盲板唇形密封結(jié)構(gòu)優(yōu)化[J].油氣田地面工程，2020，39（7）：57-61.

[11]M.INOUE，Y.KASAI，F(xiàn).XU，et al.低摩擦軸向唇形油封的開發(fā)[J].汽車與新動(dòng)力，2020（5）：42-44.

[12]張付英，楊俊梅，水浩澈，等.考慮溫度影響時(shí)具有表面紋理唇形油封的密封性能研究[J].排灌機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2020，38（9）：915-921.

[13]張聆玲，鐘進(jìn)蓉.電機(jī)用旋轉(zhuǎn)軸唇形油封漏油的有效解決方案[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造工程，2019，48（8）：91-94.

[14]張付英，陳建壘，段晶瑩，等.旋轉(zhuǎn)軸唇形油封泵汲效應(yīng)[J].排灌機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2019，37（11）：936-940.

[15]朱卓宇，葉金祥，張川.某直升機(jī)尾減速器唇形油封滲漏失效分析[J].設(shè)備管理與維修，2019（10）：86-88.

[16]柳溢沛.唇形油封唇口磨損故障樹建立及排故應(yīng)用[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2019（11）：53-55.