油封的密封原理

在初始工作阶段，油封的唇会在轴上形成磨损轨迹和微观裂痕。如果油封材料是用适当的胶料生产，并存在剧烈的压力梯度，在唇上会形成磨损轨迹。这些微观磨损形成了抽吸作用，把油沿着旋转轴从唇空气侧抽吸到油侧。油封很快会在唇上形成磨损轨迹，当唇作用在一层很薄的油膜上。表面张力阻止液体从唇与轴之间的缝隙中泄漏，这通过微观磨损形成的泵吸作用获得。

当唇的几何结构、压力分布发生改变时，泄漏将会产生。

当液体粘度降低时，速度增加。

当轴沿着一个方向旋转很长一段时间，微观磨损已经形成，若改变轴的转向，会产生泄漏。

通常，装有弹簧的油封用来密封润滑油，而未装弹簧的油封用来密封低速油脂。装有弹簧的唇能提高在高速下的跟随性。弹簧在油封的整个使用寿命周期内提供了一个统一的负荷。未装弹簧油封的寿命是装有弹簧油封的一半。

弹簧可以弥补：

• 变形

• 张力

• 热膨胀

• 体积膨胀

• 磨损

金属外径油封更适用于钢或铸铁壳体。

金属外径油封安装时压入壳体内，这种油封具有更好的保持力与线性。橡胶外径油封更适用于软质合金或塑料材质的壳体，或者孔的粗糙度在100微英寸 (2.54微米)左右，也用于壳体出现大量热膨胀的情况。

密封效果取决于油封使用过程中维持唇与转动轴之间足够的过盈量。

温度过高是油封失效的主要原因。随着唇的温度升高，油膜变得越来越薄，甚至破裂，导致干转，最终失效。唇的高温会导致油膜破裂、油泥沉积或产生碳化磨损颗粒。唇口加剧的化学反应会在轴上划出槽痕。

丁腈橡胶和聚丙烯材料的典型失效模式是由于温度过高导致材料变硬，无法与轴紧靠而造成无法跟随轴偏心。有机硅材料往往容易软化、磨损和液化。氟材料失效时，有油泥沉积，气泡，或裂缝会在密封面出现。油泥堵塞密封件的磨损轨道，破坏了自然的抽吸能力，导致泄漏。

油封是精密零件，必须小心取用和安装。为了制定一个符合成本效益且耐用的密封系统，油封要针对特定用途或使用环境来设计和选用。油封的预期寿命、材料、润滑油与密封唇温度之间存在直接关系。

径向轴油封的主唇形成一个宽度为0.006英寸的接触轨迹。因此产生的摩擦热被集中在一个很窄的环形带。摩擦产生的热必须通过轴与润滑液释放。从产热角度来说，橡胶材料不能过载。温度过高是导致油封失效的主要原因。润滑液、唇下温度、表面速度影响了转矩。

Torque = µ(2π*RS^2*RL)/1000