机械油封的失效与对策

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机械油封的工作条件和环境条件是复杂而多变的，因而它的失效也是诸多因素和它们的交互作用的影响所致，-般来说有以下几方面。

1.轴的表面粗糙度及有关技术要求轴的表面与油封唇部间应有适量的油膜，以达到混合润滑状态，因此必须选择合适的轴表面粗糙度，若粗糙度过大，油膜厚度大，易泄漏，而使唇部磨损加剧。相反，若过小，则油膜难以形成，润滑面易皲裂，导致密封性能不稳定。为保证有合适的油膜 ，-般轴的表面粗糙度宜在0.15～0.401a，m内选龋另外，由于存在着加工、安装误差，将会产生轴的不圆度和动态偏心 ，它们都将影响到油封使用中的密封效果，如图1所示。

2.轴的转速轴的转速是密封元件选用的依据之-，它不仅影响到油封的泄漏，而且由于转速的改变，将引起温升动载等变化，显著影响到油封的工作寿命。图2所示为油液温度保持在120%时轴转速对密封寿命的影响曲线。

图23.润滑油的清洁度由于油液不洁或由于机械部件在运转中产生的摩擦粉末和切削粉末以及外部侵入的灰尘，-旦进入润滑油中，将使油质变坏 ，形成油泥和固形杂质 ，引起油封唇 口与轴表面的划伤，从而导致油封的急剧磨损。

据资料报道 ，有学者做过试验 ，用粒径不 同的几种 白刚玉粉(A1 O，)，取其 1%的重量混入润滑油中，观察各粒径的粉末对油封唇口和轴的磨损程度♂果发现粒径为d0.31a，m的粉末 ，对油封唇 口和轴的磨损程度最为严重。经分析认为 ，通常情况下，使用油封时的平均油膜厚度为O.1～O.51am，当粒径大于该平均油膜厚度的杂质 ，进不了滑动面；而当粒径小于该平均油膜厚度的小微粒杂质，则可在滑动面间自由流动。只有当粒径大小平均油膜厚度大致相当的杂质，才会发生剧烈磨损的情况。

鉴于油液的清洁度至关重要，因此不论是在安装或维修时，发现脏物及油封骨架 ，弹簧卡圈生锈，都应及时清除或更换。产品在试运转检验后，也应更换新油。使用-段时间后的老化油液，因化学反应全腐蚀油封，产生的硬质氯化物颗粒便会使滑动面产生严重的磨粒磨损，因此必须定期更换油液。

4.润滑油的粘度和橡胶材料润滑油粘度的高低，在不定期程度上反映了润滑油的油性。我们看到，润滑油-般是由黄油和添加剂等组成。由于油封橡胶与不同油液的亲和性不同，因而会出现橡胶的膨胀或收缩。若油封唇部收缩过大，必然使密封部位过盈量减少 ，不能达到泵汲能力，不能形成所需要的油膜 ，而造成泄漏。若膨胀量过大，唇部变形过大，其硬度 、强度和延伸率均降低(即唇部软化”)后，唇部极易磨损，无法进行泵汲密封。

从橡胶的化学特性分析 ，实践证明，氟橡胶几乎适用于各种润滑油 、燃料油；硅橡胶则不适于低苯胶点的矿物油和含极压添加剂的油液；丁晴橡胶的耐油性虽好，但不适用于磷酸酯系液压油及含极压添加剂的齿轮油。

应当说，油封唇部橡胶有适度的膨胀量也是许可的，因为这种膨胀量-方面可补偿油封的永久性变形和磨损，以提高密封性。另-方面，橡胶膨胀后可吸附-定量的润滑油液，从而加强了唇部与轴的自身润滑效果，提高了油封的工作寿命。

5.工作压力和温升油封与轴在运转过程中会产生工作压力 ，-般旋转轴油封的耐压力为0.4～0.7MPa。当工作压力大于耐压力时，易使油封唇部变形，对轴产生过大的径向力，油封中间会发生凹陷，从而增大了接触宽度。实践表明，当压力从零增大到0.1MPa时，其接触宽度将是压力为零时的4倍，压力作用下接触宽度的增加，使磨擦力矩增加，也使磨擦加剧，温升提高，从而影响到油封的使用寿命。如图3随着油液温度的增高，其密封寿命将急剧下降，温度每增加 10℃，密封寿命将缩短约 1/3。

当密封使用的工作压力超过耐压值时，必须采用耐压油封或高压油封。这些油封的特点是唇部刚度大，耐磨性和抗变形能力强，即使是在大的工作压力下，接触宽度和力矩的增量也不显著。

图36.油封的安装安装时，必须保证油封唇口部端面垂直于轴的中心线，否则产生的偏移会造成唇 口单边的局部磨损，不能形成泵汲。如前所述，适当的过盈量有利于泵汲作用 ，除了考虑到橡胶的膨胀出现唇部的过盈量以外，安装时也须预置过盈量，-是可以产生径向压力 ，创造泵汲条件；二是能适应轴因偏心所产生的振动。但须注意，过盈量过大不利于散热，因为油封唇下的温升与过盈量基本上是成比例增加。