油封的常见故障原因及排除方法

故 障

原因

排除方法

1.油封不良

(1)唇口不良,早期泄漏

制造质量不佳,刃口有毛刺或缺陷

去除毛刺或更换油封

(2)弹簧质量不佳或失效,早期泄漏

制造质量不佳

更换油封弹簧

(3)径向压力过小,早期泄漏

弹簧过松、抱紧力过小

调整油封弹簧

2.装配不良

(1)唇口有明显伤痕,早期泄漏

装配时,油封通过键槽或螺纹,划伤唇口

更换油封:重新装油封时,要用护套,以保护油封唇口

(2) 油封呈蝶状变形

油封安装工具不当

重新设计、制造油封安装工具

(3) 油封唇口逆装配方向翻转或弹簧脱落,机器即发生泄漏

轴端倒角不当,光洁度过低,或装配用劲过大,致使油封唇部翻转或弹簧脱落

用细砂纸打磨轴端倒角,涂敷油脂,小心安装

(4) 油封唇部与轴表面涂敷油脂过多,早期泄漏

装配时,油封唇部与轴表面涂敷油脂过多

待轴运转一定时间后,油脂即可减少而恢复正常

3.唇口磨损

(1) 润滑不良,唇口工作面磨损严重,宽度超过1/3以上,呈现无光泽

润滑不良,唇口发生干摩擦

保证润滑

(2) 轴表面粗糙度大于0.8μm

轴表面粗糙度高,唇口磨损严重,早期泄漏

降低轴表面粗糙度到0.8以下

(3) 润滑油含有灰尘、杂质或无防尘装置,灰尘、异物等侵入

用油不洁,液压管路系统太脏;因灰尘等侵入唇部,引起异常磨损;轴上粘附粉末硬粒;装配时,铁屑等刺入唇口;铸件型砂侵入唇口;轴上或油封唇口误涂漆料油封弹簧抱得过紧

保证润滑油清洁,加强管路系统清理;为了防止灰尘等侵入唇部,增设防尘装置;装配时注意清洁,去除误涂的漆料

(4) 唇口径向压力过大,油膜中断,发生干摩擦

调整油封弹簧

(5) 安装偏心,唇口滑动面出现异常磨损,最大与最小磨损呈对称分布;主唇与副唇滑动面磨损痕迹的大小,两者虽各自呈对称分布,但大小位置相反

箱体、端盖、轴不同心,致使油封偏心运转;油封座孔过小,不适当地压人油封,以致倾斜

保证箱体、端盖、轴的同心度要求;保证油封座孔尺寸要求

4.油封与工作介质相容性不良,唇口软化、溶胀或硬化、龟裂

工作介质不适当

根据油封材料选用适宜的工作介质或根据工作介质选用适宜的油封材料

5.橡胶老化

(1) 唇部过热硬化或龟裂

工作介质温度高于设计值,超过橡胶的耐用限度

降低工作介质温度,或换用耐热橡胶油封

(2) 润滑不良,唇部硬化、龟裂

润滑不良,发生干摩擦

保证润滑

(3) 唇部溶胀、软化

橡胶对工作介质的相容性差;油封长时间浸于洗油或汽油中,使唇口溶胀

选用相容于工作介质的橡胶材料或选用适于橡胶材料的工作介质;不得用洗油或汽油清洗油封,否则洗后立即擦干

6.轴

(1) 表面粗糙度不当,高于0.8或低于0.1

表面粗糖,磨损严重;

降低表面粗糙度到0.8以下;提髙表面粗糙度至0.1以上

(2) 表面硬度不当,高于40HRC

表面太光,润滑油膜难以形成和保持,发生干摩擦表面硬度高于40HRC时反而加速轴的磨损(表面镀铬除外)

表面硬度保持在30-40HRC表面镀铬最好

(3)润滑油含有杂质,表面磨损严重

润滑油不清洁

保证润滑油清洁

(4)偏心过大,轴径向摇动时有响声

轴承偏心;轴本身偏心

更换轴承;改用耐偏心型油封

(5)唇口处有灰尘,轴表面磨损严重

轴表面不洁,粘附灰尘颗粒,侵入油封唇口,磨损轴表面;侵入铸造型砂,磨损轴表面;外部侵入灰尘,磨损轴表面;润滑油劣化,生成氧化物,侵入油封唇口,磨损轴表面

保证轴表面及油封等清洁;为了防止外部侵入灰尘,设置防尘装置;改用优质润滑油

(6)轴的滑动表面有伤痕或砂眼

轴表面有工艺性龟裂或腐蚀点等,加剧磨损而泄漏;轴表面的伤痕、砂眼等与油封唇口之间形成间隙而泄漏;轴表面划伤或碰伤

保证轴表面质量,且勿磕碰

(7)轴表面的滑动部分有方向性的加工痕迹

轴表面留有微细螺纹旋槽等车削或磨削加工痕迹,形成泵吸作用而泄漏

注意轴表面精加工工艺。采用直径为0.05mm的小玻璃球进行喷丸处理最佳

油封泄漏量控制采取如下措施:

1) 选用合适油封材料。必须注意该材料对于工作介质的相容性,对工作温度范围的适应性和唇缘对旋转轴高速旋转时的随动能力。由于油封唇缘的温度一般高于工作介质温度20~50℃,因此在选择油封材料时,必须加以考虑。表2为橡胶密封材料的类型、特点和用途,可作为选择油封材料的参考。

表2 橡胶密封材料的类型、特点和用途

类型

特点

适用范围

收缩率(%)

天然橡胶、合成天然橡胶

富有弹性、耐磨性、力学性能良好

水和乙醇,不能用于矿物油。使用温度-50~+120℃

1.5~2

丁苯橡胶

耐磨性、耐热性、耐老化性好

水、乙醇和汽车刹车油,不能用于矿物油。使用温度-30~ +120℃

1.5

丁二烯橡胶

弹性、耐磨性好

水和乙醇,不能用于矿物油。使用温度70~+120℃

1.5

氯丁橡胶

耐臭氧、耐油、耐磨、耐热性好

气动和耐蚀密封及苯氨点高的矿物油中,使用温度-40~+130℃

2

丁基橡胶

耐臭氧、耐老化性,耐化学腐蚀性、耐热性,电绝缘性好

水、乙二醇类,磷酸酯液压油,不可用于矿物油,使用温度30~+150℃

1.5~1.7

丁腈橡胶

耐油、耐热、耐老化、耐磨损、耐腐性好

矿物油和水。是常用的耐油橡胶,不适用于磷酸酯液压油,使用温度-50~+120℃

1.5~1.7

乙丙橡胶

耐臭氧性、耐热老化性、耐油性差

适用磷酸酯类工作和加热蒸汽,不能用于矿物油中,使用温度-50~+150℃

2

聚氨酯橡胶

耐磨性、机械强度好、耐油性良好

特别适用有耐磨要求的场合,不能用作高温水密封,使用温度-30~+180℃

1~1.5

聚丙烯橡胶

高温下耐油性好,耐寒性差,回弹率永久变形和耐磨性较差

适用高温液压密封,使用温度-10~+180℃

1.7

硅橡胶

耐油、耐热性好,强度差,抗高压水蒸汽性能差

高温用(只作静密封),使用温度-70~+230℃

2.5~3

氟橡胶

耐高温、耐油、耐磨性好,耐腐蚀性好

适用高温液压设备密封及磷酸酯液压油中,使用温度-30~+200℃

3

聚硫橡胶

耐油、耐溶剂、耐臭氧性好,强度差

适用于各种矿物油及溶剂只能作静密封,使用温度0~80℃

1.5

氯磺化聚乙烯橡胶

耐风化、耐臭氧、耐腐蚀,耐热性好

适用于高温和需耐化学药品的场合使用温度-30~+150℃

1.5

随着液压技术的发展,工作介质的品种有了新的变化,速度和温度也不断提高,所以出现了一些新型的油封材料。例如要求在-50+180℃范围内工作时,可选用硅橡胶和氟橡胶。

2) 油封泄漏量控制。按规定,每开发一个新品种的油封,都需作轴转速为10m/s (有弹簧)或60m/s(无弹簧)的240h连续规律性间断运转试验,即连续运转20h后停置4h,反复10次的试验,以便观察在试验期间内油封的密封性能。

3) 油封座设计要点。要保证油封座孔与旋转轴的同轴度。采用外骨架油封时,应注意选择热膨胀系数与座孔材质相近的金属牌号的材料制作骨架,以保证油封装配后的牢靠性和可拆性。

油封座孔的内径公差及表面粗糙度,应符合表3的规定。

表3 油封座孔及旋转轴的加工精度和表面粗糙度

部 位

直径公差

表面粗糙度/um

Ra≤

Rz≤ 

座 孔

无骨架油封

Hll

3. 2

12. 5

骨架油封

H9或H8

1. 6

6. 3

旋转轴

h9或f9

0. 8~ 0. 4

3.2~1.6 

4) 旋转轴的设计要求。应保证油封唇缘对旋转轴的过盈量要求,其值见表4所示。

表4 油封唇对轴的过盈量

轴径/mm

油封唇的过盈量/mm

<30

30~50

50~80

80~120

120~180

180~220

0.5~0.9

0.6~1.0

0.7~1.2

0.8~1.3

0.9~1.4

1.0~1.5

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