油封及配合轴的使用条件

油封及配合轴的使用条件

Ting Bao was revised on January 6, 20021

密封装置

以下摘自KOYO样本 1）

油封各部分的功能

名称 唇端 主唇与弹簧 外圆面 金属环 辅唇 功能 通过与旋转轴的摩擦接触防止流体泄露 唇端与轴之间涂以润滑剂，保持经常形成油膜的状态 使唇端保持适当的接触压力（保持稳定的接触状态） 弹簧可提高并长期保持主唇的接触压力 使油封固定于外壳内，并在配合面防止流体泄露 （有金属外圆面和橡胶外圆面的制品） 使油封具有强度 防止外部异物的侵入 使用时一般在主唇与辅唇之间充填润滑脂 无辅唇油封根据使用目的不同在安装时主唇有不同的朝向 ①主唇向内（指轴承内部），为防止润滑剂泄露 ②主唇向外（指轴承外部），为防止外部异物侵入

③在外部异物较多或可能有水侵入时，可将两个油封组合使用（两主唇方向相反）或使用双

唇油封并在两唇之间填满润滑脂。

2）

油封允许线速度与使用温度范围

密封圈材料 丁腈橡胶 丙烯酸酯橡胶 硅酮橡胶 氟化橡胶 允许线速度(m/s) 使用温度范围(℃) 15 25 32 32 -50～+120 -30～+150 -70～+200 -40～+200 3）毛毡密封圈及其它

毛毡密封圈的使用由来已久，但由于仅限以下用途，因此以改用合成橡胶油封为宜。

● 采用脂润滑时的简单防尘 ● 线速度在5m/s以下

轴的推荐条件

材料 表面硬度 表面粗糙度 机械结构钢、低合金钢、不锈钢 用于低速：30HRC以上 用于高速：50HRC以上 0.3～0.4a （Ra） 表面太粗糙时，容易引起泄露或磨损。反之表面太光洁时，油膜难以形成，可能造成密封唇烧伤。另表面不得留有螺旋状磨削纹。 4）非接触式密封装置 1油槽式（SKF也有介绍，见下述）

①为轴上带油槽 ②为光轴

③为密封装置内径（与轴相对应的部位）带油槽 ④为密封装置内径（与轴相对应的部位）无油槽 如图示为①+③，还有①+④，②+③

■该密封装置在轴与外壳端盖的间隙处设置三条以上的油槽，除脂润滑且低速旋转时可单独使用外，一般多与其它密封装置共用。

■油槽填满稠度为

150～200的钙基脂（杯脂）时，具有防尘效果。

■轴与外壳端盖的间隙虽越小越好，但一般采用以下数值： 轴径≤50mm·········0.25～0.4mm 轴径>50mm·········0.5～1.0mm ■油槽的推荐尺寸如下：

油槽宽度·········2～4mm 油槽深度·········4～5mm 2迷宫式

■迷宫密封在轴与外壳之间设有凹凸形间隙（迷宫），特别适用于高速旋转轴的密封。 ■轴向迷宫密封易于装配，使用广泛，但密封性能不如径向迷宫密封。

■迷宫密封的推荐间隙值如下： ■若在迷宫密

封效果。 以下摘自NTN

轴径 径向间隙 轴向间隙 封的间隙中充填润滑脂，可进一步提高密样本

≤50mm 0.25～0.4mm 1～2mm >50mm 0.5～1.0mm 3～5mm 密封装置的目的在于：防止轴承内润滑剂外漏和外部尘埃、水分等侵入轴承内部。选择密封装置时，主要考虑以下因素，即：润滑剂种类（是脂还是油），密封装置的线速度、轴的安装误差、允许空间、密封圈摩擦及由此产生的温升，乃至成本等。

滚动轴承的密封装置大致可分为接触式与非接触式两类。

1非接触式密封

非接触式密封是利用小游隙的密封方式，几乎无摩擦，因而温升小且无磨损，较适宜于高速旋转。

a②+④为最简单的形式，即在径向减小游隙，使之形成密封。适于在脂润滑、周围尘埃少、环境干燥的条件下使用。

b①+④在轴承内径面上开几条同心圆环油槽，便可提高密封效果。采用脂润滑的情况下，因环油槽内能保存润滑脂，从而起到防止外部杂物侵入的作用。

c①+③在水平轴上采用油润滑时，在轴承箱内径面开设与轴旋转方向相反的螺旋环油槽，可使沿轴流出的油返回轴承箱内，当然螺旋环油槽亦可开在轴的外径面上，同样起到密封作用。

d所谓迷宫式密封，即开设多层迷宫式沟道，延长通道，以提高密封效果。主要用于脂润滑。迷宫沟内填入润滑脂，可防止外部尘埃和水分侵入。

轴向迷宫密封（凹凸形间隙同轴向）多用于整体式轴承箱，径向迷宫密封多用于剖分式轴承箱，当轴有倾斜度时，采用调心式迷宫密封，以免轴侧与轴承箱侧凹凸部接触。 迷宫式密封的径向及轴向游隙值，通常采用下表所示值： 采用油润滑时，油如图a所示的回油方法。即通过设

轴径 径向游隙 轴向游隙 在套筒上的凸起部分，将沿套筒流出的油靠离心力截

50 0.25～0.4mm 1～2mm 住，甩回轴承箱内。图b所示的例子也是通过甩油

50200 0.5～1.0mm 3～5mm 环的离心力防止漏油。若将甩油环（凹面向轴承，与径向迷宫式密封配合使用）放在外侧，则可防止外部尘埃等进入轴承箱内。 2接触式密封

接触式密封是施加一定接触压力将弹性密封圈压入滑动面上进行密封的。一般，接触密封的密封性能比非接触密封好，但摩擦转钜及温升高。

毛毡密封圈为最简单的接触密封，主要用于脂润滑，可防止细小尘埃，但难以避免油浸透毛毡及毛毡流出。

油密封圈最为常用，其形式尺寸已标准化（GB亦然）。通常密封唇通过环状螺旋弹簧施加适当的接触压力，且能跟踪轴的振摆，密封效果较好。

关于密封圈材料，根据使用条件，有丁腈橡胶、丙稀酸脂橡胶、硅酮橡胶、氟化橡胶、聚四氟乙烯树脂等。

密封材料采用有弹性的高分子材料，下表所示为其各类材料的使用温度范围。接触式密封圈的允许速度因滑动表面粗糙度，精度，润滑，使用温度等不同而不同，参考值如下表。 密封材料与使用温度密封形式与允许速度

密封材料 丁腈橡胶 丙稀酸脂橡胶 硅酮橡胶 氟化橡胶 聚四氟乙烯树脂 毛毡 使用温度范围℃ -25～+100 -15～+130 -70～+150 -30～+180 -50～+220 -40～+120

密封形式 毛毡密封 脂密封 油密封（丁腈橡胶） 油密封（氟化橡胶） V字环形密封

允许线速m/s 4 6 15 32 40 下表所示为轴与密封唇接触部滑动面粗糙度的参考值。为提高耐磨损性，轴表面硬度通过热处理、硬质镀铬处理等，至少须达到HRC40以上，如有可能最好达到HRC55以上。轴表面粗糙度 以下摘自SKF样本 线速m/s 表面粗糙度 密封件的材料

丁腈橡胶（NBR）

丁腈橡胶（丙烯腈丁二烯橡胶）烯腈和丁二烯合成的橡胶，对以·大部分矿物油和矿物油润滑脂

5 510 10 超过到 Ra 0.8 0.4 0.2 是“通用的”密封材料，是以丙下介质有良好的抵受能力：

·一般的燃料，如汽油、柴油和轻质的民用燃油 ·动物油、植物油和脂肪 ·热水

丁腈橡胶密封唇能允许短时间在无油的情况下运作。工作温度范围在-40℃至+100℃之间；短时间可承受的最高温度为120℃。但不适宜在更高的温度运作，因为丁腈橡胶将会硬化。

氢化丁腈橡胶（HNBR）

氢化丁腈橡胶（HNBR）比丁腈橡胶有更佳的耐磨特性，因此用这种材料制成的密封件具有更长的工作寿命。此外，氢化丁腈橡胶在热油或臭氧中有更强的抗热和抗硬化的能力。

空气与油的混合物对密封件的寿命有负面的影响。氢化丁腈橡胶能允许最高的工作温度为+150℃，比丁腈橡胶的工作温度高出很多。 氟橡胶（FPM）

氟橡胶最主要的特性是耐高温和耐化学腐蚀，并有很好的抗老化和抗臭氧的性能，而且渗气度也非常低。即使在非常恶劣的工作条件下，仍然有非常好的耐磨特性。氟橡胶能承受+200℃或以下的工作温度，也能允许短时间在无油的情况下工作。

氟橡胶对油、液压油、燃油、润滑剂、无机酸、脂族烃和芳族烃等，在有脂、醚、酮、某些胺和高温的无水氟化氢等化合物的情况下，不应使用氟橡胶。

在温度超过300℃以上时，氟橡胶会释放出有害的气体。 带防尘盖的密封

带防尘盖的轴承适用于污染程度不严重，而且没有水和蒸汽等进入轴承内的配置。防尘盖还适用于需要低摩擦的应用，如高转速或高温等。

带接触式密封圈的轴承

带接触式密封圈（或简称为密封圈）的轴承，适合用于一般程度的污染，并存在湿气或有洒水等情况的应用，或是要求有较长的工作寿命和长期无需维护的工况。

非接触式密封件

在外置密封件中最简单的设计就是狭缝式密封，在轴和轴承座之间形成一个细小的狭缝或间隙（见KOYO油槽式）。这种密封适用于在干燥、无尘的工作环境，并且以密封脂的应用工况。要提高这种密封的效果，可以在相应位置上加工一道或几道与轴同心的沟槽。在狭缝和沟槽中填入润滑脂，可以帮助防止污染物的进入。

对于油润滑和水平放置的轴，可在轴或轴承座的相应位置加工螺旋形的沟槽（左转或右转的螺纹均可，视轴的旋转方向而定）。其作用在于把溢出的油送回轴承的位置内，但轴必须要有一个固定的旋转方向。