黑龍江農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)職業(yè)學(xué)院 徐軍
為了防止機(jī)械設(shè)備箱體內(nèi)的油液往外泄漏和外部雜質(zhì)侵入箱體內(nèi),在農(nóng)機(jī)上廣泛使用油封對旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行動密封,這種動密封件包括橡膠油封和O型密封圈兩類,其中橡膠油封由耐油橡膠、鋼皮骨架以及螺旋彈簧等3部分組成。
1 旋轉(zhuǎn)軸動密封的工作原理
所謂“動密封”,是指在傳動軸旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下,阻止箱體內(nèi)外油液溝通的效果。油封動密封的原理是:在自由狀態(tài)下,油封唇口的內(nèi)徑比軸頸的外徑小,即使無彈簧收緊,也對軸頸外表面形成一定的徑向壓力。當(dāng)軸旋轉(zhuǎn)時(shí),在油封唇口與軸頸之間形成一條0.3~0.5mm寬的密封帶,在該環(huán)形密封帶內(nèi)保持一層厚約0.003mm的油膜。這層油膜使油封唇口與軸頸表面之間在接近“液體摩擦”的條件下工作,起到潤滑軸頸、減少油封唇口磨損的作用。唇口與軸頸之間保持薄而均勻的油膜,是油封工作的Z佳狀態(tài)。在這種情況下,會有極微量的油液滲出,使唇口外側(cè)的軸頸濕潤,這雖然在外觀上會染塵,但卻是油封工作良好的標(biāo)志,不可視為故障。
隨著油封唇口的磨損,其內(nèi)徑變得比軸頸的外徑大,靠自緊彈簧的彈力不足以對軸頸表面形成一定的壓力,此時(shí)油膜厚度增加,油液的滲漏量會逐漸增多,Z終造成密封失效。
2 油封的分類
橡膠油封有低速型油封和高速型油封之分。低速型油封適用于線速度v≤6m/s的旋轉(zhuǎn)軸,高速型油封適用于線速度v=4~12m/s的旋轉(zhuǎn)軸。旋轉(zhuǎn)軸的線速度可以用以下的公式計(jì)算:
v=πDn/60×1000(m/s)
式中 D—軸頸的外徑(mm);
n—旋轉(zhuǎn)軸的Z高工作轉(zhuǎn)速(r/min)。
例如,曲軸的Z高工作轉(zhuǎn)速為2800r/min,前軸頸的外徑為62mm,那么前軸頸的線速度為:
v=3.14×62×2800/60×1000=9.085m/s
通過上述計(jì)算,可以得出結(jié)論:曲軸前端油封應(yīng)當(dāng)采用高速型橡膠骨架油封。
3 動密封的維護(hù)技巧
在維修實(shí)踐中發(fā)現(xiàn),油封的使用壽命有長有短,懸殊很大。有的油封可以達(dá)到2個大修周期,有的則工作時(shí)間很短,甚至一開始工作就漏油。對于失去作用的油封,尤其是早期失效的油封,不能只是簡單地更換了事,應(yīng)當(dāng)追究油封失效的真正原因,以便采取有的放矢的修理措施。
(1)加強(qiáng)維護(hù)保養(yǎng),使箱體內(nèi)的壓力或溫度不致過高。在一般情況下,油封能夠承受1kg/cm2的壓力。如果箱體內(nèi)的氣體壓力過高,超過了油封的承壓能力,泄漏將難以避免。以發(fā)動機(jī)曲軸箱為例,如果曲軸箱的通風(fēng)系統(tǒng)(PVC)工作不良,變速器和后橋的通氣孔堵塞,燃油泵泵體內(nèi)燃油泄漏嚴(yán)重,都可能導(dǎo)致相應(yīng)的油封漏油。
?。?)保證旋轉(zhuǎn)軸軸頸表面的粗糙度和光潔度合格。軸頸的粗糙度Ra應(yīng)當(dāng)不高于0.4~0.8μm,如果軸頸表面太粗糙,油封的唇口很容易被磨壞。
(3)防止油封與旋轉(zhuǎn)軸不同心。這種不同心會造成油封唇口的徑向壓力分布不均勻。另外,如果旋轉(zhuǎn)軸的軸承松曠,將導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)軸的軸頸偏心,使油封唇口邊緣圓周承受的負(fù)荷差異很大,會造成油封早期磨損。以曲軸前油封為例,其基座位于發(fā)動機(jī)的定時(shí)齒輪室蓋,如果定時(shí)齒輪室蓋缺乏定位裝置,在定時(shí)齒輪室蓋與氣缸體扣合后,就可能造成油封與曲軸前軸頸中心線形成較大的不重合偏差。
(4)正確安裝油封。一是油封裝入油封座時(shí),不能強(qiáng)行硬敲,需要使用合適的壓具,均勻地壓入,防止油封在基座內(nèi)歪斜,或者油封的鋼骨架變形。二是在安裝時(shí),要用塑料布包住旋轉(zhuǎn)軸的花鍵或軸頸的倒角,也可以用紙卷成一個圓錐形,然后插入油封孔中,待軸頸的倒角和花鍵部分在紙板的隔離下通過了油封唇口,再把紙板小心抽出來。有的轉(zhuǎn)向器垂臂軸處的油封發(fā)生早期漏油,往往就是在安裝垂臂軸時(shí),軸端的三角形鍵齒把油封的唇口劃破了引起的。Z好在安裝之前,就對軸頸上的毛刺、銳邊、銹斑、傷痕等進(jìn)行打磨和清理。三要防止漏裝油封的自緊彈簧,特別要防止半軸油封和曲軸后油封的彈簧脫出。四要注意骨架橡膠油封的安裝方向性,使油封唇口在承受壓力的情況下,唇口能夠收緊而不是呈現(xiàn)脹開狀態(tài)。
?。?/span>5)合理選擇油封。既要保證油封的尺寸符合要求,又要保證油封的型號正確。如果以低速型油封代替高速型油封,其使用壽命會大大縮短。
(6)要創(chuàng)造初始潤滑條件。就是在安裝油封時(shí),應(yīng)當(dāng)在油封的唇口或者在軸頸上涂抹潤滑油,這樣在旋轉(zhuǎn)軸Z初運(yùn)轉(zhuǎn)瞬間,油封唇口與軸頸的接觸面上存在潤滑油。如果沒有這種Z初的潤滑油膜,在油封剛開始工作時(shí),就會因?yàn)楦赡Σ炼l(fā)熱,甚至造成油封唇口橡膠與軸頸發(fā)生粘連。
(7)妥善保管油封。油封配件應(yīng)當(dāng)平放,不能經(jīng)受重壓,不要被太陽照射,以防止油封老化或者變形。對存放時(shí)間過久的油封,應(yīng)當(dāng)棄用。
來源:《農(nóng)機(jī)使用與維修》2011年第2期