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　　摘　要：通過對旋轉(zhuǎn)軸唇形密封圈4種流體動力溝槽結(jié)構(gòu)返油能力的試驗研究，驗證了單向變截面溝槽油封有明顯的返油“泵吸效應(yīng)”及其密封作用。
　　關(guān)鍵詞：旋轉(zhuǎn)軸唇形密封圈；流體動力溝槽；單向變截面溝槽油封
　　旋轉(zhuǎn)軸唇形密封圈（以下簡稱油封）已廣泛用于各類機械設(shè)備旋轉(zhuǎn)部位的密封。隨著現(xiàn)代化技術(shù)裝備和轎車行駛速度的不斷提高，對油封的密封技術(shù)性能的要求越來越苛刻，以保證在高速旋轉(zhuǎn)和高溫條件下具有更可靠的密封性能。
　　為了提高油封的密封性能，除了采用合適的材質(zhì)和精確的尺寸外，研究開發(fā)油封新的結(jié)構(gòu)也是一項重要的內(nèi)容。國內(nèi)外在油封的返油結(jié)構(gòu)上先后已研究開發(fā)了多種流體動力溝槽結(jié)構(gòu)，其中包括單向溝槽、雙向溝槽、正弦波溝槽、“八”字形溝槽、三角凸臺溝槽及“X”形溝槽等。通過模具上開設(shè)的各種溝槽結(jié)構(gòu)，在油封唇口的空氣側(cè)面上形成各種結(jié)構(gòu)的凸棱回油線，在高速旋轉(zhuǎn)情況下，這些回油線產(chǎn)生“泵吸效應(yīng)”，將從油封唇口油側(cè)泄漏到空氣側(cè)的油返回到油的一側(cè)，以保證密封作用。這些結(jié)構(gòu)基本上滿足各種單向、雙向旋轉(zhuǎn)軸密封的要求。
　　近年來，為了進一步提高油封的密封性能，國外又在單向流體動力溝槽結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上開發(fā)出一種新的結(jié)構(gòu)———單向變截面流體動力溝槽油封，增強“泵吸效應(yīng)”，提高密封能力。本文介紹幾種溝槽結(jié)構(gòu)的返油功能的對比試驗來考察研究這種新型的溝槽油封的密封性能。
　　1　實驗部分
　　1.1油封樣品的制備
　　用模壓工藝制造規(guī)格為Ø85×105×12（mm）的全包氟膠油封（制品經(jīng)二段硫化）。
　　硫化后的氟膠油封配上合適的彈簧再裝在特制的有機玻璃透鏡上進行唇口接觸圖形的檢查，確保油封唇口處形成連續(xù)的靜態(tài)接觸帶和均勻間隔的回油線端部接觸，這兩部分的接觸圖形應(yīng)相互相切或相交。
　　1.2油封的結(jié)構(gòu)
　　樣品示意圖見圖1、圖2、圖3和圖4。 　　1.3返油試驗裝置原理和測試
　　返油裝置以青島機床廠生產(chǎn)的油封模擬試驗臺進行改裝，加接一個透明的A油腔即可，該返油試驗裝置原理見圖5。 　　返油試驗測試方法：
　　返油量測定：試驗開始時在油封唇口空氣側(cè)即A油腔中加入一定量的油作為返油用的油。在試驗期間，旋轉(zhuǎn)軸高速旋轉(zhuǎn)時由于“泵吸效應(yīng)”油封唇部的凸棱結(jié)構(gòu)將會把A油腔中的油泵吸到油封的另一側(cè)———B油腔，經(jīng)過一定時間后測量A油腔中油的減少量即為返油量并換算成每分鐘的克數(shù)。
　　溫度測定：以測量B油腔的油溫為準(zhǔn)。
　　1.4試驗條件
　　轉(zhuǎn)速：按設(shè)備規(guī)定的5個轉(zhuǎn)速檔進行，轉(zhuǎn)速r•mm^-1分別為1127、2414、2700、3102、5785轉(zhuǎn)。
　　溫度：由室溫自然升溫。
　　時間：在每一種轉(zhuǎn)速條件下持續(xù)運轉(zhuǎn)115h后計量。
　　介質(zhì)：CD40機油（普通雙向溝槽油封為22^#透平油）。
　　2　試驗結(jié)果和討論
　　試驗結(jié)果分別見表1和圖6。 　　從表1和圖6可以看出：
　　（1）單向變截面溝槽油封的返油能力Z強，達10～15g•min^-1。而過去一般認為較好的單向溝槽油封的返油量Z大也僅為1～3g•min^-1。各類結(jié)構(gòu)的油封返油能力強弱的次序為：
　　單向變截面溝槽>正弦形溝槽>單向溝槽>雙向溝槽。
　　（2）返油量隨旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速不同而不同，從圖6中可看出，隨轉(zhuǎn)速增大其返油量也增加；當(dāng)轉(zhuǎn)速增大到某個范圍時，例如（2000～4000）r•min^-1，返油量達到Z大值;之后隨著轉(zhuǎn)速的增大呈下降趨勢。
　?。?）從油的溫度上升趨勢看，也是單向變截面溝槽油封和正弦溝槽油封的油溫溫升要慢一點，這對延長油封的使用壽命有利。
　　3　結(jié)論
　　（1）返油能力Z強的為單向變截面溝槽油封，其次為正弦形溝槽油封。單向變截面溝槽油封的返油能力要比目前常用的一般單向溝槽油封高10～20倍，將大大有助于提高新結(jié)構(gòu)油封的密封可靠性。
　?。?）單向變截面溝槽油封的旋轉(zhuǎn)摩擦生熱小，有利于延長油封的使用壽命。