骨架油封使用条件及其装配探讨.pdf

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1、‰GM城建／水I业通用机械lf，1fj“，'flf⋯}～Ⅲ／。f,'tjlltt『『．m—r，．“』¨，广东省佛山水泵厂有限公司(528000)余寒花【摘要】从轴承部件的结构设计和骨架油封密封机理出发，对骨架油封与油封座和轴套之间的公差配合、摩擦副接触面的表面精度要求，以及油封在轴承部件中的装配方法进行相关探讨和分析。【关键词】轴承骨架油封公差配合过盈量装配一、前言设备转子部件的关键支承部件，其结构设计的可靠性和合理性直接成为影响机器运转时轴承温升的关键因素之一。机器在运转工作时，出现轴承温升过高，设备维修人员通常从电动机轴与泵轴的不对中、轴承的定位及预紧

2、、轴承润滑等几个常见原因进行排查及处理外，骨架油封与油封座孔及轴套外圆配合的合理设计与否也是影响轴承温度过高的原因之一，尤其是在结构紧凑及散热空间不够大的轴承腔脂润滑结构的机器设备如节段式多级(见图1)，拆检后油封和轴套旋转配合表面磨损异常情况如图2所示。图1典型轴承结构示意轴承架2．轴承端盖3．车自承4挡液套5骨架密封80然黑警：叫蚴。期图2表面异常磨损以下将从轴承部件的结构设计和骨架油封密封机理出发，对骨架油封与油封座和轴套之间的公差配合、摩擦副接触面的表面粗糙度要求，以及油封在轴承部件中的装配进行相关探讨和分析。二、分析探讨骨架油封的结构比较简单，其

3、结构由油封体、加强骨架和自紧螺旋弹簧三部分组成，密封体为唇形密封，主要应用于各种机械的轴承，尤其是滚动轴承部位，其功能在于把油腔和外界隔离，对内封油，对外封尘。在结构设计中，在考虑密封性能的同时，还得考虑摩擦副发热对轴承温升的影响，尤其是骨架油封应用于润滑脂的密封场合。例如，设备基本参数：转速n=1450r／min，轴径(b65h9‰，。，轴承座孔径≯85H8+∥，TT0骨架油封65mmX80mmX10mm(丁腈橡胶)，轴承润滑方式为脂润滑。经计算，轴套外圆处的线速度1t=丌dn／60=3．14X65×】450／60=4．86m／s该速度属于高速型(4～1

4、5m／s)，故其油封唇口线比压ql=95～130N／mm，油封摩擦因数厂=0．35～0．94(润滑脂)，故摩擦副之间摩擦力矩M=2丌r钿l=2×3．14x(65／2)二x(0．35—0．94)×(95～130)=220～592N-m从公式中可以看出，在轴径确定的前提下，油封摩擦因粉口唇口线比压q，直接影响摩擦副(油封与挡液圈)之间摩擦力矩的大小。那么，适当降低油封摩擦因数和唇口线比压以降低泵运转时的摩擦发热则是首选之举。1．摩擦因数厂摩擦因数主要由摩擦副接触面的表面粗糙度决定，骨架油封对轴表面的表面粗糙度尺Ⅱ推荐数值为0-8～3．2“m，但润滑油不同，油封

5、的润滑状态不同，摩擦发热也有一定差异，脂润滑的油封唇口温升速度比油润滑时大，故多级泵的轴承部件采用脂润滑方式进行润滑时，其挡液套与油封配合的表面粗糙度应该选得更高一些，建议Ra值为0．8um，如图3所示。同时，对于长期工作运行的泵，要长期维持油封的密封状态，还必须排除螺旋线的走刀痕迹，这也是降低摩擦副之间的摩擦发热的有效方法之一。城黝工业通用枕耱GMiY{tl

6、{1、t⋯～?‰ll⋯s、＼I?t∽‰弧1

7、1飞状态，不易泄漏，完全可以采用毡圈进行密封。骨架油封用于密封润滑脂时，经验数据表明，润滑脂比润滑油(如齿轮油、发动机油)摩擦发热较为严重，加上骨架油封离

8、轴承很近，机器运转时轴承发热时部分热量会传至油封并使其发生热膨胀变形。因此，在结构设计时，可以将轴径如≯65mm的标准推荐轴径取《b64mm，减少油封与轴套间的过盈量。油封在与轴套上安装时，通常在油封唇口之间适量涂抹锂基润滑脂等清洁油膏(防止轴在瞬间起动时，对唇口造成干摩擦现象)，且在油封刃口与旋转轴套之间形成较薄的一层油膜，故不会影响轴承腔内润滑脂的密封效果。(2)偏心量的控制油封的偏心安装是造成静偏心的主要原因，其主要由三个因素组成：油封的外圆与唇口不同心、唇口与轴不同心及壳体安装基孔与轴不同心。以上三种情况均会引起油封唇与轴接触不均，在弹簧力的作用下

9、，油封对轴的径向压紧力不均匀，发热也不均匀，磨损量也不均匀，进而致使油封容易泄漏和损坏。如图4所示，在有倾斜角0的状态下，运动时旋转轴将产生Ar的偏心量，从而对油封唇口会产生△，的偏心量导致油封唇口接触带与唇口径向力不合理，使油封唇口与旋转轴表面的磨损不均匀，造成油封唇口局部早期过度磨损。油封的许用偏心量与机器主轴的旋转速度有关，可在《机械设计手册》相关章节中借鉴和参考‘■—I二圈l(0一般取1。～3。)。^’誊1。。—l妙F·一—■，■L一乏_亍_『4菲／，!塑里兰，图2弹性锥面过渡套三、叶轮轴向压紧力计算弹性锥面过渡套内孔与转轴之间的摩擦力矩』l，f=

10、“sRF／[tan(口+臼1)+tan02](1)式中∥。——过渡