油封泄漏因素分析与解决措施的研究

ｂ．转轴的尺寸公差和形位公差不允许超差。 ｃ．转轴的表面粗糙度取值要合理，当超差时会 径向或轴向划伤形成漏油。而轴径超精度加工达 到镜面时，油膜难以形成，反而使油封刃口温升厉 害而加剧磨损，所以转轴的表面粗糙度要取值合
理，一般转轴为Ｒ。０．７～０．５肿，高转速（＞４ｍ／ｓ） 轴为Ｒ。０．４～０．２肿，往复运动轴Ｒ。０．２～ Ｏ．１肿。轴颈有划伤时应除去表面划伤或加垫片
因为油封属单向密封，若油封方向装反，唇部 将不起密封作用而漏油，所以装配时一定要注意安 装方向的正确性。
油封安装偏心过大，会造成漏油。安装偏心包 括转轴本身偏心、套圈偏心、箱体（泵盖孔）孔偏心 等。除了保证零件加工精度外，安装时要坚持用千 分表测量转轴的振摆。转轴的位置（轴心的运动轨 迹）变动不得超过Ｏ．１ｍｍ。偏心包括转轴偏心和 油封安装偏心，偏心允许值不得超过二者之和。
ｈ．套圈材料选择不当。外周为金属的油封套 圈材料应使用钢和铸铁；内周为橡胶的油封可用轻 合金塑料钢、铸铁等任何一种材料。
４环境条件和其他影响而漏油
ａ．油封周围温度过高，橡胶产生软化、膨胀和 硬化、龟裂等（油封唇口温度一般比工作介质高 ２０℃～４０℃），造成漏油。选择油封耐热性时。必须 把唇口温升计算在内。
泵”的公式进行计算：
户＝产·厂学
式中：卢为油的动力黏度；口为轴的表面线速度；Ｌ 为唇口长度；Ｃ为唇口与轴间隙；，为螺纹结构参 数。
（２）正确使用唇口材料。由于属于宽唇口，有 很大一段要处在干摩擦条件下工作。为了保证唇 口在高压、变速条件下长期工作，可选用具有良好 “自润滑”性和耐磨性的聚四氟乙烯塑料作唇口。 该材料的摩擦系数低（０．０２～０．０４），耐热性好（可 在２６０℃下长期工作），还具有优良的化学稳定性。 但为了克服磨耗大和冷流性高的缺点，还必须采用 填充剂（石墨、玻璃纤维、青铜粉以及高性能塑料 等），这样可使聚四氟乙烯耐磨性得到成倍的提高， 因而克服了“冷流性”。还可利用热处理等方法，诱 发出材料的“自收缩性”，在不用自紧弹簧的条件下 也能保证唇口紧紧抱在轴上，使单唇口油封能耐 １．００ＭＰａ油压，双唇口能耐３．５０ＭＰａ的油压。
图４油封结构方式 ｅ．环境粉尘灰砂多，造成油封破损而漏油。一
般结构形式的油封，是很难应付这种恶劣的工作环 境的，可采用Ｄｌ＜Ｂ型油封（日本产），由于其唇部上 采用了加强骨架，使用中唇部还能刮去轴上的土 砂，从而可延长使用寿命。
ｆ．线速度太高，油封漏油。此时可采用新型油 封，它有以下特点：
（１）在结构上它属于唇型油封，但它与轴的接 触宽度较宽，单唇口为５～１０ｍｍ，双唇口为１２～ １５ｍｍ。另外唇口内壁刻有与轴的旋向相反的螺
油封安装偏心如图１所示。
２安装使用不当带来的油封破损、漏 油的解决措施
ａ．使用不合格的油封，例如唇口不好、自紧弹 簧不好等，都会产生漏油，应立即更换合格油封。
ｂ．油封使用温度不当，会导致橡胶软化、硬化 和老化龟裂；特别是决定油封密封能力的油膜厚 度，油膜厚度过大，油封就会泄漏；油膜厚度过小， 会发生干摩擦，导致油封唇部的局部温升，发热软化 或硬化。因此除控制系统的正常油温外，还需保证 最理想的油膜厚度（临界油膜）。影响油膜形成的因 素很多，如油封刃口的宽度、抱紧力、轴的动偏心、油 封的材质、转轴表面的质量以及环境等因素。
错开径向划伤处，轴向划伤时，轻者可用金相砂纸 打磨，重者电镀修复或重配轴。
ｄ．正确选择转轴的加工方法，滚压加工或镀 硬铬层过厚，均不太适宜油封。一般以磨加工或砂 纸打磨为好，用直径０．０５ｍｍ的小玻璃球进行喷丸
处理（表面粗糙度Ｒ４ ２邮）的转轴，表面有很多微
凹，便于形成“临界油膜”，效果最佳。 ｅ．转轴倒角不好。为便于装ห้องสมุดไป่ตู้，装油封的转轴
ｃ．转辘瑟镶心量：转辘酶穰心羹包括转轴本身 的偏心和相对于转轴的安装偏心，成限制在表２所 规定的范围内，否则造成腭部磨损和漏油。为了改 善油封屠部与转轴薛追隧性，基蘸翳部足寸有逐步
收稿日期：２００７—０９—１７
终考篾分：韩漾辏（１９５６～＞，勇，黑茏涯哙尔滨入，露家信息歇业羧术学茨戮教授，圭要磅究努翔隽骚馑绒毫一薅恁装零。
密封的好嚣，在某弹程度上制约着滚歪元徉秘 液压系统可靠性的提高，影响使用寿命，并直接影 响到液压设备的档次和水平，这也是国内外液压元 俘质量差异的主要因素之一。
油封是用于阐转轴的密封圈，这种密封圈主要 用来密封液压泵、液压马达和摆动液压缸的转轴， 防止油液沿轴渣漏到壳俸羚和外界空气尘埃反翔 进入。
ｌ精心设计骨架密封件——油封
ｅ．转轴的表面粗糙度：转轴的表面粗糙度影响 着油封的寿命和密封的效果。为了减小油封磨损， 应降低旋转轴的表面粗糙度。一般普通油封 （口＜４ｍ／ｓ）转轴的表面粗糙度不高于１．６；对高速 型（口＝４～１２ｍ／ｓ）转轴的表面粗糙度不高于０．３， 但转轴的表面粗糙度也不宜过低，否则转轴的表面 与油封唇边之间难以形成润滑油膜，在高速运转时 容易烧坏油封。
擦，尤其是当几个油封并列使用时，更容易产生油 封烧坏。此时除保证油封唇口有一定的油膜厚度 外，最好有可定期更换或加润滑油脂的结构，即装 有注油口或排油口，润滑脂最好用锂基润滑脂。为 防止油封密封腔的温度升高，应开通气孔散热。
３ 因零件加工不良造成油封漏油的 解决措施
ａ．转轴材质不好，产生磨损漏油。转轴一般要 使用结构钢或低合金钢，如果油封轴颈处因材质和 热处理不好出现麻点和凹坑时，可镀硬铬后进行研 磨加工修复。
ｂ．环境粉尘或油中磨损颗粒拉伤密封唇部和 转轴表面会造成漏油。为避免粉尘进入油封唇部 而造成的磨损，可使用带防尘密封形式的油封。国 外实验表明，油封寿命可延长３倍以上。
ｃ．环境温度不一样，允许的转轴与油封之间的 偏心量也不一样，必须注意。
ｄ．油封被冲破而漏油。一般油封压力很低，只 有０．３０～０．５０ＭＰａ左右，如果因压力过大等原因 （如泵轴处）造成密封处的压力过大，超出此压力值 时，油封出现被冲破、翻转而漏油…。另外油封弹 簧装配时松脱、漏装或者使用过程中松脱，油封唇
油封。 油封安装时因装配不好而被花键、罗纹、键槽
等锐边毛刺划伤，造成油封漏油，所以装配时要特 别小心，不要用榔头直接敲打油封，而需用专门的 装配夹具装配油封（用油压机压入）；装配油封的夹 具应有导向部分，以保证油封中心与转轴同心，特 别是转轴上有螺纹、键槽、花键槽等开口部分，一定 要用导引套装配。如果轴径相同，应在键槽花键等 处贴上橡胶带、乙烯胶带等进行装配，或者使用半 干状的液体填密物。
装配方式如图２所示。 油封在使用时会产生润滑不良现象，形成干摩
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２００７年１２月 中国制造业信息化第３６卷第２３期
第一步：将油封压入油封座孔
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第二步：将油封套在安骁工具上，然后装剑轴上
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ｌ一油封座；２一安装工具；３一油封 图２装配方式
最好进行倒角，倒好的角用２４＃以上的金相砂纸 轻轻打磨，转轴上有键槽、销孔、螺纹等时键槽销孔 等也要倒角（如图３所示）。
ｆ．转轴的热处理不好，硬度不适当。转轴的表 面硬度应大于ＨＲＣ５０。一般轴硬度高些，则其耐 磨性好些，但过分提高转轴的表面硬度，耐磨性反 而降低。
图３倒角
ｇ．油封外圈用的支承圈尺寸超差。套圈内 径、宽度尺寸可查阅有关标准或按油封生产厂家指 定的尺寸。套圈内径小于４００ｍｍ时，孔公差推荐 Ｈ８；大于４００ｍｍ时，推荐为Ｈ７以上。外周为橡胶 的油封，套圈内径公差为Ｒ；外圈为金属环的油封 为Ｈ７以上；装油封孔的厚度须大于油封厚度 ＋０．２～一０．６，有些油封生产厂家推荐为＋１～ １．５ｍｍ，套圈孔的圆度公差一般由机加工保证。
时容易磨损和弓Ｉ起唇部老化，从而缩短油封的使用 寿命；过小，则补偿偏心的能力较差，容易泄漏，一 般过盈量设计健觅表董。
表１一般过盈量
ｂ．压力和转速：是决定油封腰部尺寸设计的主 要依据，它决定油封唇部对轴的跟随性能的好坏。 当压力超过Ｏ＋０５ＭＰａ眩，油封腰部会打弯，致使接 触宽度增加，随着压力升高，这种现象更为严重。 因此当密封压力大于０．１０ＭＰａ时，要采用耐压支 撑鼷或耐压型漓封，这种油封簇部掇短，并用金属 骨架加强腰部，否则油封会很快损坏。腰部尺寸厚 度要根据密封介质、密封压力和轴转速作不同设 计。一般密封贪震压力大，转速较慢，腰可以设计 厚一些（１．５～２．Ｏｍｍ），反之较薄一些（１．０～ １．５ｍｍ）。另外腰部形状不用平行形而用锥形腰。 可提高密封性簏。曩前，憷爨上常用戆涟封匿力范 围为Ｏ．１０～１．００ＭＰａ，个别的达８．００ＭＰａ，一般使 用压力较高的油封均要自行设计，难以购买到。
提娃：了一些鼹决措施。
关键词：提高；油封；可靠性；延长；使用寿命
中闰分类号：骶１３
文献标识码：Ｂ
文章编号：１６７２—１６１６（２∞７）２３一００７４—０４
密封的作用主要是防止工作介质的泄漏和防 止外界异物如空气、灰尘和水等进入液压元件和液 压系统内。密封与密封装蔗的好坏壹接影响到液 压传动装置工作状态。当密封装置设计、使用不当 时，工作液体会大量内漏和外漏，导致系统效率下 降，降低甚至丧失设备应有黪技术性能，麴调莲保 压失灵、执行元件动作不稳定以及因液控失灵导致 操纵失灵等故障。油液外漏会污染环境，造成设备 工终不稳定。因密封不好，外雾污耪遴入，将使运 动副磨损加剧，使元件和系统的性能受到严重影 响。
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缩小的趋势；降低摩擦力，减小发热和功率损失，压 缩余量（过盈量）在逐年减小；压紧力也日趋减小。 有利于减小发热和磨损。
表２油封偏心允差
油封种类
轴颈
兰竺苎塑苎
墨堂竺兰苎
轴偏心 安装偏心／轴偏心／安装偏心／
／ｈｌｍ
ｎｍ
ｒｒｍ
ｎｍ
ｄ．圆周速度：转轴的圆周速度是影响油封工作 寿命的重要因素。在一定的接触压力下，相对运动 的速度愈高，摩擦力越大，引起的温升也越高，越容 易造成油封橡胶老化和唇边烧伤，因此对不同的油 封规定了圆周速度的范围。例如普通型的圆周速 度为口＜４ｍ／Ｓ，高速型为口＝４～１２ｍ／Ｓ。如果超 过得较多，则容易磨损，产生漏油。
精心设计油封座如提出油封座与轴承孔同轴 度要求，是减少漏涟、防止过旱损坏的先决条件。 完整的油封（带防尘）所包含的部位较多，设计时必 须进行综合考虑，但油封设计的关键部位是唇部和 腰部。
ａ．过盈量：油封唇部内径要比被密封的轴径 小，要有一定的过缀量，过盈量的大小点接影响到 径向力酶大小。避大，尉造成屠透过分拉伸，王俸
油封装配后处理不善，转轴表面上附有的涂料 硬化时，会损坏油封的机能，在使用前要彻底清洗。 特别是油泵马达在油封装配后外表涂油漆时，涂料 的溶剂会使橡胶膨胀。需注意，为安装方便，在油 封唇部与转轴表面涂敷润滑脂，但涂得过多时应去 除掉，否则会产生早期短期泄漏。当油泵运转一段 时间后，油脂减少，泄漏便可消失。
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部翻起来而漏油的现象比较多见。还常常发现油 泵、油马达反转时，油封常被冲破，所以要特别注意 油封处的密封压力不要超出油封的规定。近年来 国内已出现密封压力可达３．００～７．００ＭＰａ的油封 （结构方式如图４所示），可以选用。装配时要谨防 自紧弹簧的松脱现象，并注意泵和油马达的旋向。
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２００７年１２月 中国制造业信息化第３６溢第２３期
油封泄漏因素分析与解决措施的研究
韩满捧
．
（南京信息职业技术学院机电工程系，江苏南京２１００４６）
摘要：探讨了如何精心设计油封的问题；分析了因零件加工不良造成油封漏油的各种因素，阐述
了环境条件和其他方面对油封密封质量的影响；针对油封安装与使用时油封破损、泄漏等故障，
ｃ．使用介质与油封的材质不相容，引起变形使 密封失效。
外部环境恶劣，灰尘多，而拉伤油封唇部造成 漏油，国产标准油封无防尘唇边，如果要在尘埃多 的环境中使用，可增加防尘圈或使用带防尘唇边的
图１油封安装偏心
油封装配时转轴磕碰有划伤、拉伤而使油封损 伤，造成油封漏油，可适当砂磨轴颈。另外，油封自 紧弹簧脱落，而无径向抱紧力，表现为油封唇部翻 转严重漏油，可拆下重新装上自紧弹簧或更换油 封。