旋转轴骨架油封质量控制分析.pdf

第1期
汽齿科技
2010年
旋转轴骨架油封质量控制分析
李煜琛
骨架油封主要用于密封汽车、拖拉机等机动车的旋转轴。为确保密封质量,满足使用要
求,对油封的尺寸精度、结构参数、制造用的原材料、半成品、配套用的弹簣、制造过程中
的工艺装备(设备、模具)及其工艺参数都应严格控制,严格把关。
1油封质量控制的基本方法
油封的尺寸精度即外径、高度、圆度影响油封的装配,结构参数即唇口过盈量、唇前角、
唇后角、腰的厚度、长度、油封曆形口中心到弹簣的距离、弹簧槽形状、弹簧唇的宽度等影
响油封的密封性能
对油封的外径、内径、高度、圆度可以采用分度值0,02的卡尺,按照标准规定的数值和
公差或按图纸规定进行检查。油封的断面检查是将油封断面切成0.8~-1.0mm的薄片,用投影
仪放大10倍对照产品图纸进行检査,可严格控制油封的结构参数。胶料是油封的密封体,直
接与轴接触,是影响油封密封性和耐久性的重要因素,可采用通用的橡胶物性测试仪器或设
备进行硬度、拉伸强度、伸长率、热空气老化、耐介质、低温脆性、压缩永久变形的测试,
并按HGT2811-96规定的项目和指标或与用户商定的指标进行评价和测试。半成品混炼胶的
工艺参数如硫化的诱导期、焦烧时间、热硫化时间、平坦性、胶料的流动性、胶料与金属的
粘合性、胶料收缩率的稳定性等工艺设计是极其重要的,应采用硫化仪、门尼粘度计并结合
生产现场的观察进行测试和判定。配套用金属骨架(见图1)是油封的主要构件,可确保油封
装配不变形,并且起支撑作用,确保油封各部结构参数位置的相对稳定。骨架是采用分度值
0.02的卡尺按照所采用标准规定的数值、公差范围或产品图纸的技术要求对a、D3、d3、b2
进行测量和判定。
不允许有毛刺
B
1架结
2弹结
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配套用的弹簧(见图2)主要作用是提供油封的径向カ,有的可占径向力的23,同时还
可补偿橡胶老化丧失的径向力,其质量的好坏对油封的密封性和寿命都会产生严重影响,因
此要采用分度值0.02的卡尺对线径d、径D和长度L2、接头长度ム进行检测,弹簧5%的定
伸拉力采用05N的弹簣拉力机或采用挂砝码的方法进行测量并按照所采用标准规定的数值、
公差范围或图纸规定的数值进行质量的判定。
1.1油封接触宽度的測量及判定
油封的接触宽度影响油封的曆下温升和摩擦扭矩,目前的测量方法尚不成熟普遍,也无
检测标准。一般把油封装配于空心的透明轴上用肉眼观察,对大规格的油封(内径60mm以
上)用卡尺测量,资料表明接触宽度为0.25~0.5m的油封,密封性、耐久性较好:小于0.25
m的油封,初始漏油;大于0.mm的油封,磨损严重,耐久性差。
1.2油封唇下温升的测量
油封唇下温升能够反映油封的自润滑性和摩擦扭矩,而油封唇下温升与橡胶材质、唇口
过盈量和轴的转速有密切关系,它的测量可为油封的结构设计和配方设计提供参考。油封唇
下温升的测量:将油封装配于模拟台架上,在唇下埋装热电偶,通过传感器进行唇下温度的
测測量。
1.3油封径向力的測定
径向力是油封很重要的性能参数,是由唇口过盈装配产生的予紧力、腰部产生的弹力
弹簧产生的紧箍力三者构成。大型的密封件厂多数运用专用测定仪进行径向力的测定,指导
油封的结构、胶料配方的设计和质量的控制。对径向力的控制指标见表1
表】油封径向力的控制指标
轴径/mm
总径向力g单位周长的径向力(g/cm
最低最高
最低
最高
40
242.0
90.2
196.3
80
2.8
5.8
230.9
6.6
98.7
207.0
有的资料上提出油封刃口速度不同,则径向力是不同的,一般线速度4m/s以下时,刃口
单位圆周长度对轴的紧箍力为15~22g/mm,线速度4~15m/s时,则为9.5-13g/mm。由于高
速运转的轴表面对刃口的摩擦较为加剧,为延长油封的密封寿命,对于线速度高的适当降低
其紧箍力。
总之,径向力是重要的特性参数,用径向力数据指导油封设计和质量监察是非常必要的
1.4摩攘扭矩的测量
油封的摩擦扭矩是油封综合性能的特性参数,它反映唇口的摩擦情况、径向力的大小、
唇下温升情况和唇口的接触宽度。影响摩擦扭矩的因素很多,特别是与油封结构、轴径、润
滑介质、转速等因素有关,所以对摩擦扭矩的规定需要进一步完善。大公司多数用自己设计
制作的仪器来指导油封的设计和质量控制。
2油封模拟台架试验方法和评价指标
制定的油封性能实验方法和评价指标标准即GBT14723-93,旋转轴唇形密封圈性能实
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验方法成为能够指导油封的开发设计和全面考核油封质量的有效手段,被纳入油封生产许可
证检验项目之ー。油封模拟台架试验台有二工位、四工位、六工位的。国家标准GB/T14723
93规定要用6个油封进行试验评定,规定试验过程10个周期,每周期24h其中正常温度
14h,最高温度6h,停机并冷却到室温4h;共计240h。6个密封圈的最大允许泄漏量为12g,
单个油封的最大泄漏量为3g。
3油封的存放
油封是精密元件,装配与保管不当也会影响使用性能。油封在运输和储存时应注意:
(1)不要打开原包装,注意包装是否损坏,装配前尽量把油封留在原包装里
(2):避免日光直晒,也不要放置在高温热源附近,因为这会促使橡胶老化;
(3)油封不得随意散放,要注意防尘和防土,确保使油封处在封闭或有盖状态
(4)在运输和使用油封时,为防止油封变形和弹簣脱落,请不要给予过分冲击;
(5)油封也不能用细绳捆扎,也不要挂在钉子或金属线上,这样会损伤密封唇;
(6)不得把油封放到潮湿的地方,这样会使金属部件生锈;
(の不要将密封件放在靠近电视和产生臭氧的地方
(8)请不要用指甲或硬物摩擦曆口端部,以防损坏密封唇。
4油封的装配
无论油封的安装部分设计和油封的选择多么近宜,如果组装的祖裢,也不能充分发挥油
封预定的功能。
①油封安装时,外表面应涂上适当的润滑剂,曆口应涂上适合的清洁润滑脂,带有防尘
唇的油封,应在主付唇间填满适合的清洁润滑脂,再进行装配;②把油封的密封曆口端朝向
密封介质一侧,切忌反向装配;③油封装入座孔时,应采用专用工具推入,防止位置偏斜;
④油封唇缘通过的螺纹、键橧、花键等处应采取各种措施来防止曆缘损伤,并用专用工具装
配;⑤油封应水平放入座孔,并均匀加压,请勿倾斜强制推进。
5结束语
我园油封标准普遍应用的是,国标GB9877.123-88系列,GB13871~-1992油封标准。
HG4-692-67是我国化工部提出的油封标准。装配中对油封的主要要求:①密封性好;②可靠
性高;易于装配;①与被密封介质相容;⑤低摩擦。目前我厂拖拉机变速箱中油封普遍采
用HG4-692-67标准。根据市场反馈,主要存在的问题是经过一段时衍的使用产生泄漏现象,
需要我们从使用工况和油封质量上认真分析、从以上影响油封质量的要素上加以控制,确保
满足使用要求。
参考文献
1]沈锅华.密封材料手册M北京:中国石化出版社,1991
2李继合,机械密封技术M们