《不同形制唇口结构的应用与区别》骨架油封技术分享

油封，也就是唇形密封圈的发展历史比较久远，从上世纪欧洲工业革命最早的牛皮密封，到现在的各种高分子材料的使用。近一百年来，油封技术不断进步，材料技术推陈出新。尤其是唇形结构方面的不断沿革，使得油封产品普遍应用于各种传动机械。

其他文章我们曾论述过，油封之所以起作用，是因为主唇口的与传动轴之间的过盈配合。起到了耐压封油的效果，并且在长时间磨损后，还能靠着弹簧所产生的径向抱合力，能不断补偿，延长油封使用寿命。因此，本文主要探讨不同唇形结构，在应用中的特点和优缺点。

1、 单唇口结构

单唇口结构，也就是没有防尘唇口的油封。上世纪80年代前，单唇口油封大行其道，80%以上的骨架油封规格都是这个形制。之所以采取这样的单唇口结构。一是当时的开模技术的限制，二是技术沿革历史原因造成的。单唇口油封在恶劣环境下，更容易快速失效。例如铁屑、砂子等一旦进入没有防护的轴与油封接洽的缝隙，油封唇口就会快速磨损掉。

2、 主唇口+防尘唇口结构

这是目前主流使用的双唇口结构骨架油封，也是1980年后开始逐步推广的油封主要结构。这种结构设计科学，安装简便，应用范围广泛。适应环境能力强，能在恶劣环境下安全使用，能够防止大气面的杂质进入主唇口部位，大大延长了油封的使用寿命。

3、 主唇口+辅助唇口+防尘唇口结构

这种就是市场上俗称的三道唇口结构。在主唇口和防尘唇口之间，加了一道辅助封油的唇口。这个设计更适合用在往复式结构腔里，能起到更加良好的刮油效果。

而在旋转结构里，则存在三个问题，第一是唇口与轴结合的面积大，相对于一个主唇口的油封来讲，会产生更多的热量。第二是第二道唇口基本占据了唇口的腰部，或者叫曲挠部，致使腰部（曲挠部）几乎失去效用，假设机械上存在传动轴规则或者不规则跳动的时候，其主唇口难以随轴跳动，抱轴效果就差强人意。第三是由于腰部（曲挠部）受到了侵占，厚重的腰部无法正常曲挠，当油封主唇口贴轴磨损后，靠弹簧难以起到良好的补偿效果。

4、 高速油封唇口的设计

高速油封，一般是转速超过普通油封最高速度的环境下使用的油封，其转速能达到8000-12000转。例如电动汽车传动轴。这就涉及到是面密封还是线密封，如果这么高速度下依然采用面密封，所产生的高温就很快毁掉了油封橡胶性能。因此设计上需要对切削角α和β角进行调整，并且缩短腰部T的长度。切削α角则从45度调整到45-n度，β角则需要从25±5度调整到25+n度.唇口厚度也需要调整的薄一些，过盈量小一些，橡胶弹性要调整到更好一些，甚至油封唇口a的尺寸也需要弱化。使得油封在轴的高速运行下，依然能够保持良好的状态。

5、 中压油封唇口的设计

中压油封，一般应用于轴径偏小，而内部工作压力介于0.05MPa-0.3 MPa之间的工作腔中。中压油封唇口短，具有较小的受压面积，和良好的支撑强度。

6、 高压油封的唇口设计

高压油封，主要面对0.3 MPa-0.98 MPa的强大压力。目前高压油封种类不少，有单骨架的，也有组合骨架的，甚至组合材料形制的。其唇口设计机构也有区别。总的来说，高压油封唇口一般设计短而厚。

7、 德国SIMRIT设计与日本NOK设计的不同

就普通骨架油封而言，SIMRIT的BASL和NOK公司的TC型油封无疑是行业的品质标杆。但是两者的唇口设计理念有所不同。主要体现在唇口结构的区别，SIMRIT油封采用DIN3760标准的唇口有更多支撑面积，少量的曲挠部位。而NOK的TC型油封，则有较长的曲挠部位，唇口部位则较为独立，整体面积较之SIMRIT油封要小很多，由于曲挠部位长而厚，所以NOK油封的弹簧选择要粗于SIMRIT油封。而SIMRIT油封的曲挠部位尽管短而薄，但是补偿能力非常优秀，加上其支撑位面积大，即使处于高压力状态下，也基本不出现β位置贴轴磨损的情况。

8、 台湾骨架油封的设计理念

台湾油封基本是在日本油封的基础上发展起来的，其管理和设计理念基本相似。

9、 中国大陆油封的设计沿革

纵观我国油封发展，总体而言，比较滞后。

国家也不断推出了各种行业标准，例如GB/T9877-2008选择轴唇形密封圈设计规范的实施。由于历史的原因，大多还处在比较粗放的状态下发展。但是随着中国制造2025的推进，密封件行业的发展速度开始有了质的提升。

唇口结构的复杂性和变量因素较大，对于骨架油封而言，相当程度的决定着油封的密封性能和使用寿命。结构的重要性应该说超越橡胶品质。

另外，笔者半路出家并非专业出身，仅能就个人经验多年积累的知识进行简单剖析，如有谬误之处，敬请赐教并谅解。UKS约翰-威克士工业有限公司版权所有©UKS2019013