• 油封為何提前“隱退”?——使用年限影響因素解析

    2025-01-02

    (一)油封的工作原理與結構

    ①油封的工作原理


    油封主要通過其唇口與旋轉軸表面的緊密接觸,形成一層密封油膜,從而達到密封的目的。
    ②油封的結構
    油封通常由橡膠主體、金屬骨架和彈簧等組成,不同結構部件的功能和作用各不相同。

    (二)運行速度

          運動速度很低(<0.03a/s)時,要考慮設備運行的平穩性和是否出現"爬行"現象,運動速度很高(>0.8a/s)時;

           起潤滑作用的油膜可能被破壞,油封因得不到很好的潤滑而摩擦發熱;導致壽命大大降低建議聚氨脂或橡塑油封在0.03m/s~0.8a/s速度范圍內工作比較適宜。

    為了確定特定高速骨架油封的線速度,您需要考慮以下因素:



    油封類型

    不同類型的油封具有不同的線速度限制。
    例如,氟橡膠油封通常能夠承受更高的線速度,而普通橡膠油封則可能限制線速度。



    材料

    油封的密封唇和支撐結構材料對線速度具有重要影響。高速應用通常需要耐高溫、高速潤滑和低摩擦的材料。

    潤滑和冷卻

    適當的潤滑和冷卻系統可以幫助提高高速骨架油封的線速度。


    工作溫度

    高溫條件下,材料的熱穩定性會影響油封的線速度。


    軸的表面質量

    軸表面的平滑度和質量也會影響油封的線速度。

    (三)溫度

    低溫會使聚氨脂或橡塑油封彈性降低,造成泄漏,甚至整個油封變得發硬發脆;高溫會使油封體積膨脹、變軟,造成運動時油封摩擦阻力迅速增加和耐壓能力降低;

    建議聚氨酯或橡塑油封連續工作溫度范圍-10℃~180℃。在正常工作溫度范圍內,油封的壽命可以達到很長時間。

    但是,如果長時間處于高溫或低溫環境下,油封的壽命將會受到影響。對于高溫環境,油封會更容易失效,同時會增加設備的維修成本。

    而低溫環境下,油封會變硬,并且失去彈性,導致設備的漏油問題。

    在選擇油封溫度級別時,應注意以下幾點:



    根據設備的工作環境選擇適合的油封溫度級別。



    避免在高溫或低溫環境下使用普通油封,可以選擇專用高溫或低溫油封。



    對于在高溫或低溫環境下長期工作的設備,可以選擇使用耐高溫或耐低溫的油封。



    在對設備進行維護和保養時,要及時更換老化和損壞的油封,以確保設備的正常運行。

    (四)工作壓力

    油封有最低啟動壓力(minimun service pressure)要求,低壓工作須選用低摩擦性能、啟動阻力小的油封。在2.5MPa以下,聚氨脂油封并不適合:高壓時要考慮油封受壓變形的情況,需用防擠出擋圈;

    溝槽加工方也有特殊要求。此外,不同材質的油封具有不同的最佳工作壓力范圍,對于聚氨脂油封的最佳工作壓力范圍為2.5~31.5MPa;

    大多數標準油封設計用于非加壓或低壓應用,對于有限尺寸的直徑,壓力可達0.5bar(約7.25psi)。對于500毫米或更大的直徑,壓力為0.1bar(約1.45psi)。

      對于連續壓力高達3psi(0.2bar)或壓力峰值為7psi(0.5bar)(具體取決于軸速度)的應用,可以使用由氟橡膠(FKM)和丁腈橡膠(NBR)等材料制成的密封件

    影響壓力額定值的因素:



    材料

    密封件的材料對其壓力等級起著重要作用。有些材料可以承受比其他材料更高的壓力。


    設計

    密封件的設計,包括其形狀和卡緊彈簧的存在,會影響其壓力等級。


    操作條件

    壓力額定值還取決于操作條件,例如溫度和轉速。

    (五)工作介質

         除了嚴格按照生產廠家的推薦意見選取工作介質外,保持工作介質的清潔至關承要。

         油液的老化或污染不僅會使系統中的元件發生故障,加快油封的老化和摩損,而且其中的臟物可能劃傷或嵌入油封,使密封失效。    

         因此,必須定期地檢查油液品質及其清潔度,并按設備的維護規范更換濾油器或油液,在油缸里油液中殘留的空氣經高壓壓縮會產生高溫使油封燒,甚至炭化。

         為避免這種情況發生,在液壓系統運行初始時,應進行排氣處理。液壓缸也應在低壓慢速運行數分鐘,確認已排完油液中殘留的空氣,方可正常工作。

    (六)側向負載


        活塞上一般必須裝支承環,以保證油缸能承受較大的負載。密封件和支承環起完全不同的作用,密封件不能代替支承環負載。

        有側向力的液壓缸,必須加承載能力較強的支承環《重載時可用金屬環),以防油封在偏心的條件下工作引起滑露和異樣磨損。

    (七)液壓沖擊

         產生液壓沖擊的因素很多,如挖掘機挖斗突然碰到石頭,吊機起吊或放下重物的瞬間,除外在因素外;

         對于高壓大流量液壓系統,執行元件(液壓缸或液壓馬達等)換向時,如果換向閥性能不太好,很容易產生液壓沖擊。
         液壓沖擊產生的瞬間高壓可能是系統工作壓力的幾倍,這樣高的壓力在極短時間內會將油封撕裂或將其局部擠入間隙之內,造成嚴重損壞。
         一般有液壓沖擊的油缸應在活塞桿上安裝緩沖環和擋圈。緩沖環裝在油封的前面吸收大部分沖擊壓力,擋圈防止油封在高壓下擠入間隙,根部被咬壞。
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