机械工作时,油封唇口再径向压力作用下,形成0.25到0.5毫米的密封接触环带,在内部润滑油压力的作用下,部分油液渗入油封刃口与轴之间,形成极薄的油膜,油膜在油液表面张力的作用下,在转动轴与油封刃口之间形成"新月面"防止油液外溢,达到密封作用。
油封是通过控制唇口与配合面之间的过盈量,在动态和静态条件下均能起阻止泄漏的作用,同时必须满足下列条件:
1、按标准规定的公差制造油封。
2、对轴表面的要求,如轴的圆度、跳动量、冲击负荷、变形等动态持性要控制在限度之内,以便能建立并保持满意的油膜。
轴表面粗糙度 密封圈是否起作用,轴表面粗糙度是一个主要因素,(Ra=0.2~0.8υm或Rz=1~4υm、Rmax=6.3υm)工作时为了保存油膜Ra和Rz的值一般不少于上面括号给出的最小值,为了保证使用寿命,Ra和Rz的值不应大于最大值,粗糙度超过Rmax也会导致泄漏。
轴的硬度 与油封接触部位的轴表面最低硬度一般为RC30。在安装过程容易划伤轴的场合,建议轴的硬度最少增加到RC45,以防轴在安装时被永久性地损伤,影响到密封圈的密封效果。
偏心 偏心会导致不规则磨损,影响密封寿命;据行之有效的实践经验,偏心量应保持在0.25mmTIR以下。
轴的凸起或不圆 这种情况是由机械安装所致,如用螺栓连接轴端飞轮时就会发生这种现象,它将导致密封圈的泄漏。
轴的径向摆动量 一般情况不超过0.25mmTIR,否则在轴的速度增加时,油封唇部不能跟随轴的高频偏凸作用,而导致密封失效;同时在较高转速下,橡胶唇由于它的惯性有离开轴表面的可能性,同样也导致密封失效;当主唇和轴之间的径向摆动偏差大于保持流体动力学润滑所必须的数值时,在被密封的位置的流体就会泄漏,起不了密封的效果,产生渗漏的现象。
所选择的橡胶唇材料在使用环境条件下能起到作用。
润滑油:润滑油使用过程中,不仅本身材料会发生变化,而且其中起润滑作用的添加剂也会发生变化,在变化分解后会产生热、氧化物等,这些分解物可能对密封材料会产生很大的影响,所以也要对此加以考虑。
温度:时间和温度能使密封材料和润滑油各自本身以及它们之间的作用发生不可逆转的变化。在低温下,橡胶材料暂时变硬,润滑油的粘度暂时增大,主唇可能发生泄漏,密封圈产生裂口和异常磨损,材料的这种硬化现象会导致主唇口跟随轴变动的能力下降,从而发生低温泄漏。在持续高温下橡胶主体也会有硬化现象。轴过盈量、压力对油封的作用也会使橡胶唇与轴的接触面产生发热现象,较高的旋转速度、压力也会导致主唇部温度升高,并使唇部接触面与润滑油之间形成较大的温差,从而使唇口下面润滑油的粘度发生变化,也会影响密封圈的密封效果。