我們都知道，機械設備的運動部件和固定部件之間會涂抹潤滑油，這樣有助于運動部件正常工作。但是，當設備處于高壓狀態時，潤滑油容易溢出，因此，就需要使用油封來防止干燥部件之間的碰撞。我們日常工作生活中用到的很多機械設備都使用油封，以防止部件相互摩擦碰撞導致零件損壞。

回轉驅動也不例外，一樣會用到各種類型、材質和型號的油封。在本文中，我們將簡單探討一下關于油封的一些知識，如油封是什么、它如何工作、為什么有時會失效、制造油封的材料、如何選擇合適的油封等等。

什么是油封？

油封（oil seal）是一般密封件的習慣稱謂，用于封閉機械設備固定和運動部件之間的間隙。在回轉驅動中，油封被安裝在運動和固定的零件之間，以確保濕氣、污染物、腐蝕性材料和磨料不會對這些零件造成損害。

油封是一種保護元件，它們可以防止水和潤滑油在回轉驅動內混合，確保機械的最佳性能。此外，油封還有助于防止潤滑油在高壓下泄漏，例如當回轉驅動以極高的速度工作時。

油封的工作原理

油封的工作原理是在油封唇邊和軸之間的薄層中擠壓和保留潤滑油。旋轉軸的流體動力作用反過來又產生輕微的泵作用，從而確保了完美的密封。

如前所述，油封的某些功能可確保回轉驅動等機械設備的功能性并延長其使用壽命。油封的作用是不惜一切代價保留潤滑油，無論機器的壓力有多高，都不會讓潤滑油泄漏。

油封的另一種工作方式是阻止可能損壞機器或污染潤滑油的外來物質。油封需要阻止的外來物質取決于具體應用。不過，最常見的是灰塵、濕氣和生產過程中產生的顆粒。

油封失效的原因

回轉驅動中的油封一旦受到某些因素的影響，就會失效。下面列出了一些常見的因素以及解決方案：

化學腐蝕

油封總是會接觸到很多化學物質，在與這些物質長時間的接觸后，密封件會出現一些跡象，如裂紋、水泡和褪色，尤其是在化學物質比較刺激的情況下。這些現象表明化學品與密封件不兼容，甚至會影響其交聯密度（增加或減少）。當交聯密度增加時，密封材料就會變硬，而當交聯密度降低時，密封材料就會變軟。

當油封材料與化學品不兼容時，就會產生化學侵蝕，這種侵蝕在高溫下會加劇。解決這種情況的方法就是為回轉驅動選擇合適的材料。如果必須要使用刺激性化學物質，則應選擇與其相兼容的材料制成的油封。

擠壓和咬合

擠壓和咬合的主要原因是高壓造成的應力。當回轉驅動中的油封出現碎裂或咬痕時，就要引起注意了。事實上，在某些情況下，油封表面往往會自行剝落，使其看起來像被刮過一樣。這種應力會增加配合邊緣之間的間隙，從而導致密封件被卡住，進而造成嚴重的物理損壞。

這種情況的解決方案是始終使用合適的油封，使用尺寸合適的油封。在其他情況下，應使用備用裝置，以避免在配合邊緣內產生間隙。

油封材料

有幾種材料可用于制造油封，下面就來簡單介紹一下。

丁腈橡膠(NBR)

丁腈橡膠是應用最廣泛材料，幾乎所有標準應用都推薦使用丁腈橡膠。這是因為丁腈橡膠具有一些特性，如成本低、與大多數環境兼容。丁腈橡膠一般用于制作汽車傳動帶、鞋類、墊圈、合成革、軟管、O 形圈和油封。

丁腈橡膠適用于溫度范圍為-30~120度的環境。它與各種流體兼容，如冷水和熱水、硅油、動植物油脂、液壓油和燃氣油。

不過，它也有一些缺點，例如耐臭氧性、耐曬性、耐高溫和耐候性較差。

氟橡膠（FKM/FPM）

氟橡膠油封適合高溫應用，它適用于-20~250攝氏度之間的溫度。此外，它還具有很強的耐酸、耐溶劑材料和其他化學物質的能力。

聚丙烯酸酯（ACM）

聚丙烯酸酯油封是質量和成本之間的完美折衷。它們在高溫和化學品環境下性能良好，但不如氟橡膠油封。聚丙烯酸酯的溫度范圍為-30~150攝氏度。由于聚丙烯酸酯具有出色的耐熱油性和抗氧化性，因此常用于汽車變速箱和軟管，也可用于軸封、墊圈和 O 形圈。

盡管聚丙烯酸酯是更昂貴的耐高溫材料的理想替代品，但其水相容性和低溫柔韌性較差。

硅橡膠（VMQ）

硅橡膠具有很強的耐溫性，耐溫范圍從-70~260攝氏度 度。它們還耐臭氧、光和惡劣的天氣條件。硅膠常用于液壓和氣動以及食品和醫療行業。由于這種材料具有透明性和柔韌性，通常被用于制造 O 形圈、模制零件、平面密封件以及電絕緣體。

盡管硅橡膠具有非常強的柔韌性，但它也有一些明顯的缺點。許多硅化合物的韌性、抗磨損性和耐磨性都很差。如果您真的需要一種強度和耐高溫性能更好的油封材料，氟橡膠是最佳選擇。

聚四氟乙烯油封

聚四氟乙烯材料是制造更可靠油封的理想材料。這些材料可用于制造耐干燥或無潤滑操作的油封。聚四氟乙烯油封也被稱為聚四氟乙烯油封，具有-200~300攝氏度的熱強度和出色的耐化學性。聚四氟乙烯油封被認為是徑向軸封的未來發展方向。

油封的應用類型

在油封的多種類型中，最常見的三種是 O 形圈、彈簧密封件和唇形密封件。

O 形圈

O 形圈也稱為油封環或油環密封件，用于連接兩個部件，確保空氣、濕氣或氣體無法通過。它們通常插入凹槽中，其具有抗壓性，這種阻力可以阻止外面的物質進入回轉驅動連接處。

O 形圈是最常用的密封件，因為它經濟實惠、用途廣泛且高效。根據用途的不同，O 形圈由多種彈性體材料制成，因此在購買前了解 O 形圈的材料非常重要。

O 形圈的一些用途包括管道、板材、法蘭和氣缸。它們還可用于相機和潛水裝備。

彈簧密封件

當普通密封件無法產生防漏接合面時，彈簧密封件是完美的解決方案。與其他類型的密封件相比，彈簧密封件能夠承受更多的熱量和壓力，因此是機械密封應用的最佳替代品。

當它們受到高溫高壓的油或高溫高壓的氣體時，就會被壓縮。這些密封件會縮小尺寸，變得更加緊湊。之后，它們會儲存熱量和壓力產生的機械能，這就是為什么它們能保持接合面不泄漏的原因。

唇形密封件

唇形密封件是一種無源機械裝置，用于封閉回轉驅動的軸出口。制造這種密封件的目的是防止濕氣和灰塵進入機械內部結構，同時對其工作性能幾乎沒有影響。

幾乎每一個唇形密封件都有一個柔性的內部結構，可在運動的軸上形成動態密封，同時還有一個堅硬的外殼，可與機器端蓋形成靜態匹配。柔性部分由不同等級的橡膠制成，而堅硬部分則由輕金屬或高強度塑料制成。

為了增加軸周圍的壓力并保持密封件的完整性，某些唇形密封件會在柔性橡膠部分增加一個彈簧圈。

如何選擇一款合適的油封

在為回轉驅動選擇合適的油封時，有許多因素需要考慮，下面就來簡單介紹一下其中的一些因素。

尺寸

選擇的密封件應與回轉驅動所需的尺寸適當，密封件應與固定部件和旋轉部件之間的空間適當配合。

壓力

大多數油封設計用于支持壓力很低的設備，如果在使用過程中會產生額外的壓力，則應使用泄壓裝置。

溫度

就像壓力一樣，油封的耐溫能力不應低于回轉驅動使用環境的溫度。這是因為溫度的上升或下降都會影響油封的功能。聚四氟乙烯密封件具有最高的耐溫能力，因此適用于要求嚴酷氣候和環境的應用。

流體類型

許多油封能夠耐受與油脂、燃料、水和其他元素的接觸。了解密封件將與什么類型的流體接觸，將有助于您選擇能夠承受這些類型流體的合適油封。

潤滑油

密封件在潤滑的情況下性能最佳，但有些機器很快就會出現潤滑干涸的情況。因此，在這種情況下，應選擇皮革或聚四氟乙烯密封件，因為與其他類型的密封件相比，這兩種密封件在潤滑較少的情況下也能發揮作用。

轉速

您必須考慮回轉驅動軸的運動速度、外殼孔徑和跳動。這些因素對于確保您選擇的油封不會受到難以承受的磨損非常重要。

軸表面處理

軸的表面處理將決定密封的效果，精加工刀痕的方向會影響密封效果。因此，必須確保軸表面的光潔度。

軸硬度

軸的硬度決定了密封件的使用壽命，軸的洛氏硬度應在 30 或以上，這可以防止密封件在接觸研磨劑時受損。

跳動

應該盡量減少跳動，造成旋轉中心移動的最常見原因是軸承擺動。當出現不對中時，問題會更加嚴重。

結論

回轉驅動中的油封的功能性不言而喻，除了防止可能損壞機器的元素進入外，它們還有助于延長回轉驅動設備的使用壽命。

在本文中，我們介紹了關于油封的一些知識。此外，還討論了各種類型、安裝方法以及如何選擇合適的油封。有了這些知識，您就能根據自己的需要選擇出合適的油封。