过盈配合原理-骨架油封技术分享

发布时间:2019/12/11 8:22:00
作者:王翠 来源:企迪网 阅读量:

原标题:骨架油封技术分享系列-过盈配合

骨架油封的应用范围极其广泛,在各行各业的机械中都普遍使用。小到打印机、微型机器人,大到轮船、和大型钢铁设备。尺寸内径小到4毫米,大的到了1370毫米,甚至更大直径。几乎所有机械的传动轴上都用到油封,而油封之所以起作用,主要就是油封唇口与轴之间存在过盈配合。4.jpg

什么是过盈呢?过盈,顾名思义就是超出部分,在油封与轴的应用中就叫做“过盈配合”。也有“下过盈”的叫法,而过盈配合的多少,就是过盈量。骨架油封分为主唇口和副唇口,这两个唇口都涉及到与轴之间的过盈配合。本文将分为两个段落对唇口的过盈配合进行讲述。

首先简单讲述副唇口的过盈。在我国GB/T9877-2008液压传动旋转轴唇形密封圈设计规范里有详细的描述,副唇口的设计类型主要分为A、B、C三种,主要应用类型为B型。而在规范中没有详细注明β1的角度,这里为了安装方便,应该确定为45度。而根据勾股定理可以计算出副唇口远端的厚度,例如∮30-60mm的轴,规范设计尺寸为h2尺寸为0.3-0.4mm,由此得出副唇口远端厚度为0.45-0.56之间。这个厚度的设定,应该是非常科学的。

然而在实际应用中,副唇口的远端尺寸可能差异比较大,过盈量也差异比较大且不容易控制,再加上副唇口整体的长度,还有选择α1角和θ1角度,这里产生的变数就更多了。例如:副唇口过紧过厚,造成小油封在轴上抱合太紧,造成小型电机动力损耗。又例如:副唇口过盈量缺失,造成泥水污渍、细沙、碱性粉末、铁屑末等进入曲挠部位间隙中,造成油封唇口快速磨损报废。因此,副唇口的尺寸和厚薄,以及过盈量都关系着油封的安全耐用。

最主要的恰恰是主唇口,也就是弹簧唇口。

第一、 关于主唇口过盈量的看法

根据我国GB/T9877-2008液压传动旋转轴唇形密封圈设计规范,里面详细说明了主唇口的过盈量i的尺寸和极限偏差值。

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表里明确列出了各个轴径所使用油封的过盈量和偏差值,但是实际应用中,以70mm轴径的骨架油封为例,过盈1.3毫米,也就是说油封主唇口内径实际为68.7mm,假设唇口又有上偏差0.3mm,那么实际油封内径就只有69mm,这样的油封是不能用的。会造成两个后果,一是使用寿命严重缩短,失去了补偿的能力,二是根本无法耐压。

而过盈量偏大,同样70mm内径的油封,如果过盈量超过3-3.5mm,不仅安装会出现困难,更会磨轴。如果轴的硬度不够,轴的表面会被油封唇口在长期的高温下,磨出一道沟。即使轴的表面光滑,硬度足够,也同样会造成温度升高,从而导致油封过早老化龟裂而失效。或者直接在磨光润滑脂后发生尖锐的嚣叫。甚至还会导致原本设计的线密封,变成了面密封,整个唇口e3+R面都贴在轴的表面配合,同样会导致油封过早失效。

当然,过盈量的设计,本身有很多动量牵制着,油封设计工程师会根据油封所处的使用环境,而确定过盈量。例如高速运转的电动汽车传动轴可能要求达到8000-1000转速,则需要调整切削倒角和β倒角,弱化曲挠s的尺寸和a1宽度以及e1的厚度,同时减少过盈量。让油封唇口有充足的弹性和足够的补偿能力,能在高速运转下轻盈的抱轴长时间运转。然而针对拖拉机油封,由于转速低,应用环境恶劣,则需要加大过盈量和唇口的硬度,防止泥水侵入机油。

综上所述,过盈配合是一个科学的选择项,除了通用油封外,基本都需要根据设备实际情况来确定过盈量,从而使得油封的应用达到最佳状态。

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