影響油(yóu)封使用性能的幾個因素

2014-08-06

牛(niú)國柱
(北(běi)京汽車摩托車聯合公司工藝處(chù))
  隨著我國汽車工業(yè)的調整(zhěng)發展油封等密封製品(pǐn)的使(shǐ)用性能和壽命顯得越來越重要。目前我國汽車工業油封的使用性能(néng)及壽命與國外相比還存在著一定的差距。結合這方麵的問題談一談影(yǐng)響(xiǎng)油封使用性能及壽命的幾個因素。
  1 油封的結構選擇
  油封的結構形式是多種多(duō)樣的。在使用中經常采(cǎi)用的有單唇型(xíng)、雙唇型、耐(nài)壓型(xíng)、抗偏心型、單(dān)向回流型、雙(shuāng)向(xiàng)回流型等(děng)油封(fēng)所以在使用時根據條件用途的不同正確的選擇其結構形式關係到油封的使用性能(néng)及壽命。如在有灰塵條件下使用將(jiāng)導致油封的使(shǐ)用性能下降應選用有防塵結構設計的油封。
  2 油封材質的選擇
  目前國內常用的油封材料仍主要是丁腈橡膠、丙烯酸酯橡膠、聚氨(ān)酯橡膠等材料從材料的(de)配方來看硬(yìng)度、壓縮永久變形、耐老化性能、膨脹(zhàng)量、耐磨性、耐高低溫性能(néng)都是材料(liào)要求(qiú)的主要項目。如材料的耐(nài)高低溫性能在低轉速使用溫(wēn)度在-20~80℃範圍時(shí)可選用丁腈(jīng)橡膠、聚氨酯(zhǐ)橡膠材料(liào);在中轉速使用溫度在-40~150℃範圍時可選用丙(bǐng)烯酸酯橡膠、氯磺(huáng)聚乙(yǐ)烯和矽橡膠等材料;在高轉速使用溫度在-20~180℃範圍時可采用矽橡膠、矽氟橡膠或氟(fú)橡膠因丙烯酸酯橡膠耐熱性(xìng)能較好也可以采用丙(bǐng)烯酸酯橡膠。所以在不同的使用介質、溫度、壓力條件(jiàn)下選擇不同材料配方是很重要的。又如油封的硬度(dù)與橡膠的彈性模量有關油封的硬度變化會影響(xiǎng)油封唇(chún)口與旋轉軸之間的接觸壓力、接觸(chù)寬度、摩擦特(tè)性等。油封唇(chún)口應具有一定的(de)回彈性可減少與(yǔ)軸的摩擦與摩擦熱適當的硬度可提高油封(fēng)的使用壽(shòu)命(mìng)。在油封的使用中油封材質的硬度(dù)是變化的如選用油封材質硬度過高與(yǔ)軸產生摩擦熱唇口部位(wèi)溫升(shēng)快、易於加快老化變(biàn)硬油封使用(yòng)壽命縮短。如油封材質硬度過低在(zài)使用中(zhōng)當密封介質油壓(yā)力過大時油封會產生腰部變形而(ér)漏油。當油封使用(yòng)介質壓力大時材料硬度可略高一(yī)些(xiē)汽車用油封多數情況下是在低壓條件下使(shǐ)用一般油封膠料硬度可在70±5HA或60±5HA。
  3 油封唇口與(yǔ)旋轉軸的過盈量和偏心
  油封(fēng)唇口與旋(xuán)轉軸之間的過盈作用主要是使密封唇(chún)有跟隨軸(zhóu)心和軸徑(jìng)向(xiàng)跳動的能力補償使用過程中密封唇口的磨損及給(gěi)予旋轉軸適當的徑向力(lì)。一般(bān)情況下油封安裝後存在一定的(de)偏心和軸加工後存在的徑向跳動是(shì)難以避(bì)免的。這時需要(yào)油封唇口與旋轉軸表麵有一(yī)定的(de)過盈(yíng)量。對唇口的過盈量應盡(jìn)量的小但是當油封唇口對旋轉(zhuǎn)軸表麵的過(guò)盈量過小唇口(kǒu)不能跟隨或補償軸(zhóu)的偏心時則會產生縫隙而引起泄漏當油封唇口對旋轉軸表麵的過盈過大則唇口對軸表麵徑向壓(yā)力也會加大。油封唇口與軸(zhóu)表麵的摩擦力加大(dà)使油(yóu)封唇(chún)口的溫度上升隨著摩擦時間(jiān)的加(jiā)長唇口溫度上升就高加速油封唇口的老(lǎo)化變(biàn)脆、油封唇(chún)口的磨損加大、油封的使用性能(néng)下降和使用壽命降低。目(mù)前油封唇口過盈量隨(suí)軸的直徑變(biàn)化而變化常推薦(jiàn)的油封唇(chún)口過盈(yíng)量在0.15~0.9mm範圍。
  4 軸(zhóu)的偏心與跳動和軸的表麵粗糙度
  軸的偏心和跳動是影響油封(fēng)使用壽命及泄漏的一個主要因素。油封在安裝和使用(yòng)中存在一(yī)定量的偏心是不可避(bì)免的。軸有裝配偏心和軸徑向跳動兩(liǎng)種情(qíng)況裝配偏心一般油封中心線與旋轉軸中心線的偏(piān)差主要是(shì)油封安裝(zhuāng)槽孔的加工及油封模具加工精度和油封的生產(chǎn)工藝問題以及油封安裝不當等原因造成的。軸的偏心和軸的跳動主要是軸加(jiā)工時圓度偏差造成的。徑向跳動的原因較多在軸的徑向跳動量較大的情況下唇口圓(yuán)周(zhōu)部分跟不(bú)上軸徑向跳動所產生的間隙這(zhè)種跳動和偏(piān)心使唇口與旋轉(zhuǎn)軸(zhóu)表麵油膜紊亂造成油封漏油。這就要求油封唇口對(duì)軸的跳動(dòng)和偏心隨著轉(zhuǎn)速的提高而提高跟(gēn)隨作用軸的(de)偏心量(liàng)越小越好。解決軸的(de)偏心一般可采用油封唇口(kǒu)加長(zhǎng)、適當加大過盈(yíng)量及選擇軟硬適度的材質等辦法;對於軸的表麵粗糙度也有相應(yīng)的要求軸的表麵粗糙度對油封唇(chún)口的磨損有一定(dìng)影響。如軸的(de)表(biǎo)麵(miàn)過於粗糙軸加工(gōng)後表麵存(cún)在較明(míng)顯的加工刀痕、劃痕、毛刺和碰傷等極容易造成(chéng)油封唇口的磨損這時油封安裝後很快會出(chū)現泄漏現象。在實際使用中要求提高軸的表麵粗糙度一般Ra為1.6~0.4μm。
  5 摩(mó)擦(cā)扭矩與油封唇口的溫升
  油封唇口對軸的徑向力越大則油封唇口(kǒu)與軸表麵之間(jiān)的摩擦扭矩也越大從而(ér)造成油封唇口的溫度越高一般唇口溫度比(bǐ)油溫高出10~40℃。油封(fēng)唇口與軸表(biǎo)麵接觸產生摩擦消耗的機械能轉變成為熱能積聚在接觸部位造成唇口部位溫度升高加速了唇口部位的老化(huà)、變硬和加劇磨損影響油封的使用(yòng)性(xìng)能和壽命。由於摩擦扭矩(jǔ)與油封徑向力有密切(qiē)關係一般高轉速軸采用油封的徑向力(lì)取低值低轉速軸油封徑向力取高值。以達到較好的密封(fēng)性能和使用壽命。
  6 油封的安裝與(yǔ)保管
  油封應保存在幹燥(zào)、幹淨的環境中油封件必須加(jiā)包裝、碼放整(zhěng)齊不得任意堆(duī)壓。不(bú)能用線或繩(shéng)穿在一起以(yǐ)免損傷油封(fēng)唇口部分影響(xiǎng)使用壽命。另外由於安裝方法不當造成油封唇口的損傷而(ér)影響密封(fēng)效果也易影響油封使用壽命(mìng)以及造成故障和泄(xiè)漏等問題。安裝油(yóu)封可按下麵的程序。
  a.安(ān)裝前(qián)應仔細檢查軸表麵是否有毛刺、加工(gōng)刀痕等以防損傷油封唇口。
  b.仔細(xì)檢(jiǎn)查油封唇口是否有損壞及外觀有無(wú)灰塵和雜質。
  c.密封凸緣上塗(tú)幹(gàn)淨(jìng)的潤滑脂便(biàn)於安裝及防止安裝時劃傷(shāng)唇(chún)口。作為防塵作用的油封應(yīng)填滿潤(rùn)滑脂。
  d.對油封彈簧要認真檢查尺寸公差正確進行安裝。
  e.在軸(zhóu)凸肩的邊緣為了便於油封安裝使唇口不受損傷、應有圓角或倒角、油封安(ān)裝沿軸通過時應稍微將軸旋轉(zhuǎn)一下(xià)以利安裝操作(zuò)。
  f.把油封壓入孔座時應均勻而平穩的軸(zhóu)向加壓工具直徑應小於油封直徑油封不應傾斜裝入孔座內壓入傾斜裝入易使油(yóu)封唇(chún)口使用時受損。
  g.油封安裝時不應較長時間中斷以免軸的重量使油封受壓而變(biàn)形使唇口造成損傷。所以要得到良好的密封性能和較長的使用壽命必須注意(yì)油封的(de)保管和安裝。
  鑒於國內汽(qì)車工(gōng)業油封密封中的一些問題建議中國汽車工程學會非金(jīn)屬(shǔ)材料分會(huì)對國產汽車所(suǒ)使用的油(yóu)封等密封製品組織擬訂製(zhì)品標準、檢測標準包括油(yóu)封性能標準。要求生產廠家對生產製做工藝、材料及(jí)產品性能的主要項目進行統一考核、檢查經有關技術監督機構認證後方可生產以(yǐ)提高我國汽車(chē)產品用油封及密封製品的水平。對於油封產品的設計及材料選用以(yǐ)及(jí)對油封(fēng)等密封製品的保管(guǎn)、安裝、使用(yòng)等一係列技術問題經常開(kāi)展基礎理(lǐ)論的討(tǎo)論及技(jì)術交流這將對解決國內汽車(chē)產品漏油問題有著重要意義。

來(lái)源:《汽(qì)車(chē)工藝與材料》1997年03期
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