油封径向力相关技术

1、油封径向力的选取范围(参考):轴径/mm全周径向力/N单位周长径向力/N.M-1最低最高最低最高10163212124260173790196802858112231100316099207径向力，油封的贮存不宜过长。试验证明 油封唇口径向另的组成 力的增加而影响油封的性能。影响径向力的因素很多，如油封的过盈量、油封弹簧的张力、油封结构形式及油 封胶料的硬度等，都会导致油封径向 力的变化。一般说，过盈量、弹簧张 力、胶料硬度较大，其径向力也大， 这些都是油封设计时必须考虑的。根 据试验，油封在贮存过程中径向力会 增加的。这是因为油封在贮存过程中 内径减小，同时受到光、热、空气等 的影响使橡胶分

2、子网状结构进一步增 加，使胶料硬度、弹性模量增大的结 果。为了保证油封设计时选取的适宜 油封自生产之日起贮存时间不宜超过一是唇口对轴的过盈量产生的径向力Frl； 二是油封腰部弹性变形产生的径向力Fr2 三是油封弹簧产生的径向力Fr3.计算图见图6-16.故唇口总的径向力(N/mm)为：Fr=Frl+Fr2+Fr3(6-l)其中 Fr1=A EW/R2,Fr2=A ES2/4L3Fr3=F3/R式中唇口过盈量之半，单位为 mm; =(d0-d)/2,d0为轴直径，d为油封唇直径；E一橡胶弹性模量，单位为MPa;W一冠部截面积，单位为mm2;R一轴的半径，R=d0/2,单位为 mm;S一腰部厚度，

3、单位为mmL一腰部长度，单位为mm;F3一弹簧工作张力，单位为N。摩擦力矩旋转轴油封的密封性能，是由旋转状态下轴与油封唇机器及其界面油膜相互接触而实现的。这种接触状态是油封密封各因素的综合表现。所以研究其接触摩擦的动态特性及有关影响因素是油封设计的基础工作。油封的旋转摩擦特性主要表现在一一摩擦力矩和摩擦发热两个方面：T=fFrR X 10-3(6-2)油封的摩擦力矩用下式：式中T一摩擦力矩，单位为N.M;Fr一全周径向力，单位为N;R轴的半径，单位为mm;f一唇口与轴的摩擦因数，与密封介质种类、轴径大小和油封的橡胶材料等有关， 一般去 f0.20.5.油封的摩擦力矩及摩擦因数，目前尚不能预先计

4、算出来，需借助摩擦力矩试验机 进行试验。测定摩擦力矩，一方面可以预示油封的工作寿命，同时可根据摩擦力 矩的数值按式6-2计算出摩擦因数f,进而判别油封唇口的摩擦工况。油封在开始运转时摩擦力矩较大，而后逐渐下降，大约经1h左右而趋于稳定。 这是因为油封运转初期唇口与轴的接触状态及油膜尚不稳定，唇的温度较低，油 的粘度较大，因而摩擦力矩值高。随着运转时间的增长，这些因素逐渐趋于稳定， 唇口因摩擦温度升高，油的粘度下降，摩擦力矩逐渐下降而至稳定。油封的摩擦力矩曲线（油温50C，旋转频率3000r/min）影响摩擦力矩的因素有油温，径向力和胶料等。油温高时，油封的摩擦力矩降低 （图6-18），这是由于

5、当油温增高时，油的粘度下降，油的摩擦因数降低，唇口材 料变软，弹性模量下降，从而使摩擦力矩值降低。径向力增加油封的摩擦力矩也增大（图6-19），这是由于当径向力增大时，油封唇 口对轴的接触压力也增大，减薄了油膜的厚度，因而增加了油封的摩擦力矩值。 不同的胶料对摩擦力矩也有一定影响。丁晴橡胶、硅橡胶和丙烯酸酯橡胶的邮费呢个，在径向力相差不大的条件下测定 的摩擦力矩值。结果表明，硅橡胶油封的摩擦力矩最小，丁晴橡胶和丙烯酸酯橡 胶油封摩擦力矩相差不大。其原因是硅橡胶本身自润滑性能较好，受热后胶料易变软，弹性模量下降，油封 径向力降低，因而导致摩擦力矩的降低。一般硅橡胶油封使用寿命比较长，这是浦封唇口

6、素。径向力:唇口的径向力是指单位圆周上的油封唇口对轴的箍紧力，它的表征唇口摩擦面 上线接触应力大小的重要特性参数。对于唇口摩擦工况及密封寿命有直接影响， 要达到密封目的，必须有足够的径向力，但径向力过大，唇口将轴箍的过紧，会 使摩擦面上的油膜遭到破坏，油封的寿命将大大缩短，图6-14表示油封寿命与 径向力的关系。因此必须将轴口径向力Pr控制在适当的范围内。由表6-4可以 看出，油封径向力一般选取在100200N/m范围内。由图6-14的试验曲线可知， 当油封径向力选取在100N/m左右时寿命最长，如径向力超过400N/m时寿命最短。 总之，径向力选取的大小应根据实际工作条件来考虑，因此油封唇口

7、部温度上升 是与摩擦因数、径向力及轴速成正比。当轴速很大时，应尽量减少摩擦因数和径 向力。但由于摩擦因数受橡胶原料及配方的限制，一般在0.20.4之间，不宜 再减少。因此对于高速用的油封减小摩擦能，降低产生的热量以延长油封的寿命， 其径向力应选取小一些。相反，对摩擦因数小的油封可适当加大径向力以提高油 封唇口的追随能力。据此可以推荐高速油封的径向力一般选取在100150N/m为 径向珊验原睡原理图如下:径向力分析图当被测量的油封套到两个半轴上时，由于油封与轴的配合是过盈配合，则在油封 中产生张力，该张力作用到半轴上形成了如图所示的径向力F。因径向力难以测 量，但在每个半轴形成的垂直分力P可以由力传感器测得，它们的关系是：P =Ft sin a d a = 2Fr= FDF=P/DT=Fn D式中：r为轴半径D为轴直径a为轴的中分面与轴面上任一点间的夹角P传感器所测得的力N （显示值）T为油封的总径向力（全周径向力）NF为径向力N/mm可见，圆周上每一步单位的径向力（F）可以由力传感器测得的分力（P）除以轴 直径（D）而求得，油封的总径向里力（T）为每单位圆周上的径向力（F）乘以轴的周 长（n D）一般在图纸或技术条件上所规定的径向力指的是总径向力（T）温度对测试的影响：油封加工艺、材料、存