1.什么是油封？
图 1-2 油封安装示意图
油封包含无骨架、有骨架、无弹簧和有弹簧油封等。无骨架油封一般用于尺寸大、安装困难、工作条件差的场所，由于框架油封是装配好的，需要加盖，否则会随轴转动而导致密封失效，可用于夹套和纯橡胶油封。骨架油封是油封的典型代表，适应众多应用场合，特别是工程机械、起重机、消防及矿山机械等。在恶劣的工作条件下具有良好的密封性能和机械特性，其已经标准化，通常用于轴直径低于300的轴。
普通油封的工作压力不大于0.05MPa，耐压油封工作压力为1~1.2MPa。密封面的线速度，低速型小于6m/s，高速型6~15m/s。工作温度：-60~150℃，与油封的材料有关。适用介质为油、水及弱腐蚀性液体。寿命为500~2000h。
骨架油封是油封的典型代表，一般所说的油封即指的是骨架油封
旋转轴唇形密封圈是骨架油封的一种类型，由于其结构简单、紧凑、摩擦阻力小，对无压力或低压环境的旋转轴密封可靠，因而获得广泛应用。在无压环境中，常用于机械润滑油的向外泄漏，故又称为油封；或防止外界杂质、灰尘等有害物质进入机器内部，用于机器防尘。在各类液压泵、液压马达的旋转轴上广泛使用油封。
2.油封各部位的作用
骨架油封由唇端面、密封唇部、防尘唇部，配合部、金属骨架、紧箍弹簧等部分组成。如图2-1 所示。
图 2-1
1）唇端部是斜楔形状，在端部处按压轴表面，起到密封流体的作用。2）密封唇部是柔性弹性体，设计成对机械的震动及密封流体的压力变动的影响下仍可保持稳定的密封作用，并起到保持唇部与轴表面稳定接触状态的作用。3）防尘唇是没有与弹簧连接的副唇，起防止尘埃侵入的作用。4）配合部使油封在腔体孔内固定的同时，起防止流体从油封外周面与腔体内面的接触面见泄漏及侵入作用。5）金属骨架主要起支撑作用，如同混凝土构件中的钢筋，保证油封工作时的正常形态。6）弹簧可提高密封唇向轴的压紧力，起维持此压紧力的作用。3.油封的密封机理
图 3-1
油封唇口与轴接触面之间存在着一层很薄的粘附油膜。这层油膜的存在，一方面可以起到密封流体介质的作用，另一方面还可以起到唇与轴之间的润滑作用。但是油封在使用过程中，由于油封唇的作用，轴表面及转动情况和流体密封性质的不同，以及三者的相互作用和相互配合条件是经常会发生变化的，所以油封在动态下经常是处于流体润滑，边界润滑和干摩擦3种润滑状态交替共存的情况，其中主要是流体润滑。因此必须细致地研究油封唇口与轴接触面间的润滑与摩擦状态，处理好这些有关因素，稳定油膜保持在适宜的厚度范围，使油封唇口与轴保持在一种最适宜的润滑与摩擦状态以实现良好的密封效果。4.骨架油封的分类按照骨架油封的外径结构，分为骨架外露型（W型）、骨架外露装配型（Z型）、骨架半包型（B型）、骨架全包型（B型）四种，如图4-1所示。
图 4-1
1）外露骨架型油封定位准确，同轴度高，安装方便，骨架散热性好，橡胶部分和金属骨架部分可以分别加工制造，再用胶粘结在一起成为外露骨架型。制造简单，价格便宜。2）骨架外露装配型油封适用于安装在大型、精密设备中的旋转轴端。在压差不超过0.3MPa的条件下，对流体及润滑脂起密封作用，它是把橡胶唇部、金属骨架、弹簧圈三者装配起来而组成油封。公众号《机械工程文萃》，工程师的加油站！3）内包骨架型油封应用广泛，但定位准确性和同轴度、骨架散热性方面不如外露骨架型。它是把冲压号的金属骨架包裹在橡胶之中成为内包骨架油封。其制造工艺复杂，但刚度好，易装配，对钢板材料要求不高。按密封唇的结构可以分为无副唇型和有副唇型两种，如图4-2。
图 4-2
按密封主唇空气侧结构可以分为无回流纹型、左旋回流纹型（L型）、右旋回流纹型（R型），如图4-3。
图 4-3
按骨架包覆橡胶部分的结构可以分为直面型和波纹型两种，如图4-4所示。
图 4-4
图4-1、图4-2、图4-3所示的各种结构可相互组合使用，组成W型、Z型、B型；FB型、FW型、FZ型；WL型、ZL型、BL型；WR型、ZR型、BR型；FBL型、FWL型、FZL型；FBR型、FWR型、FZR型，以上每种组合型都可与图4-4的两种结构型式任意组合。
5.骨架油封的材料
骨架油封的材料类型及适用工况见表5-1及5-2.
表 5-1
表 5-2
6.骨架油封的适用压力、尺寸及公差系列
6.1.骨架油封的适用压力
骨架油封通常用于空气侧为大气侧，液体侧高于大气压0~0.05MPa的条件下，在其他压力使用时应考虑采用耐压型油封。
6.2.骨架油封的尺寸及公差
骨架油封的装配示意图如图6-1所示，需要注意骨架油封有正面和背面。安装时,不得反方向安装。如果反方向安装,将达不到最大的阻油效果,导致漏油。
图 6-1
骨架油封的尺寸系列见下表所示：
表 6-1
密封圈的主唇直径过盈量及公差见下表：
表 6-2
密封圈的轴向宽度公差如下表：
表 6-3
密封圈的外径尺寸公差如下表：
表 6-4
7.骨架油封安装位置轴的尺寸要求
7.1.轴的导入倒角
为了保证油封顺利装配，避免在装配过程中损坏油封，轴的端部应设置导入倒角，具体参数见图7-1和表7-1，轴的端部应无毛刺，锋利边缘或粗加工痕迹，避免划伤油封。
图 7-1
表 7-1
7.2.轴的公差
轴径公差不应大于GB/T1800.2中的h11级，推荐的公差如下表：
轴径公差
表面粗糙度/μm
Ra
Rz
h9或f9
0.8~0.4
3.2~1.6
7.3.轴的表面粗糙度
轴与密封圈的接触表面应采取靠磨的加工方法，不得有磨削加工导线，粗糙度应符合GB/T 1031中的Ra0.2μm~Ra0.8μm之间或Rz0.8μm~Rz3.2μm之间。粗糙度太低且轴表线速度较高时，容易在密封唇口的部位导致润滑剂流失，不利于稳定的油膜的形成，使得密封唇部过早硬化和开裂；粗糙度过高时，密封唇口磨损加速，使骨架油封唇部出现过早泄漏。公众号《机械工程文萃》，工程师的加油站！7.4.轴表面的硬度轴的材质用碳素钢和合金钢为宜，轴的表面硬度应至少为HRC30，推荐的硬度为HRC45以上，当介质较脏有来自外界的污染杂质或轴的线速度≥12m/s时,轴的表面硬度应为HRC50～60，淬硬层深度应≥0.3mm。8.骨架油封安装位置座孔的尺寸要求8.1.腔体内孔引入倒角、孔深及圆角要求腔体内孔应设置引入倒角并不得有毛刺，见图7-1和表7-1.腔体内孔深度及圆角半径见图8-1和表8-1.
图 8-1
表 8-1
8.2.腔体孔径公差
