文献综述-油封和防尘密封

油封密封及工作原理油封是机械密封的一种形式，其主要作用是防止液体或气体从机械系统中泄漏或外部杂质进入机械系统中。

油封的广泛应用范围包括汽车、工厂生产设备、机械工具、豪华游艇等。

本文将介绍油封密封及其工作原理。

油封的种类现代油封通常是由多种材料组成的，包括弹簧、密封唇、压实部件、壳体和可调节部件等。

根据用途和应用要求的不同，油封可以分为以下几类。

机械式油封：机械式油封的优点是结构简单、操作方便，可大幅降低机械系统的泄漏率。

非接触式油封：非接触式油封最常见的形式是气体密封和真空密封。

它们主要用于高速设备、污染物手段要求高、对生产环境方面有要求的工业设备等领域。

流动式油封：流动式油封是指利用流体动力学原理实现密封的油封形式，如旋转轴封和可调节油封。

油封的工作原理油封的工作原理是基于对密封唇和压实部件的设计、材料的选择、和运动状态下的润滑剂等因素的评估。

一般来说，当机械系统进入运动状态时，润滑剂（通常是油）与油封的接触粘附力会产生一个压力差，使密封唇产生一个从液体到机械系统内的压力变化，这一变化可以防止液体进入机械系统。

此外，环形弹簧会使压实部件紧紧地贴着机械系统的轴线，形成合适的压实力。

在工作时，油封密封唇和压实部件间始终存在一定程度的相对运动，这种持续的摩擦产生的磨损和热量可能会影响油封的性能。

油封的选择油封的选择主要基于以下几个因素。

工作环境：在选择油封时必须考虑环境温度、湿度、机械系统的精度和运动状态以及工作环境的消音、污染等要求。

工作压力：油封的耐压能力应该匹配机械系统的使用压力，以避免因耐压不足而导致液体泄漏问题。

润滑剂类型：不同类型的润滑剂润滑效果不同，油封要与某一种或几种特定的润滑剂相配合使用。

材料选择：油封的材料应该考虑工作条件下的化学性质、耐磨性和耐腐蚀性等因素。

油封的安装油封的安装是确保高效工作的关键环节，关于油封的安装应注意以下几个方面。

因液压力引起的摩擦应在工作前尽力减少，应加上磨擦苏打粉或润滑剂，以保护液压元件。

油封重要知识1.油封油封是用来封油（油是传动系统中最常见的液体物质，也泛指一般的液体物质之意）的机械元件, 它将传动部件中需要润滑的部件与出力部件隔离，不至于让润滑油渗漏。

静密封和动密封（一般往复运动）用密封件叫密封件。

油封的代表形式是TC油封，这是一种橡胶完全包覆的带自紧弹簧的双唇油封，一般说的油封常指这种tc骨架油封。

分类油封实物油封（oil seal ）是一般密封件的习惯称谓，简单地说就是润滑油的密封油封一般分为单体型和组装型，组装型是骨架与唇口材料可以自由组合，一般用于特殊油封。

从油封的密封作用、特点、结构类型、工作状态和密封机理等可以分成多种形式和不同叫法，但习惯上一般将旋转轴唇形密封圈叫油封，静密封和动密封（一般往复运动）用密封件叫密封件。

油封的代表形式是TC油封，这是一种橡胶完全包覆的带自紧弹簧的双唇油封，一般说的油封常指这种tc骨架油封，骨架油封示意图参见图：憎衣味廿別斫示审矗I骨架油封结构剖析示意图2材料油封油封的常用材料有：丁腈橡胶,氟橡胶,硅橡胶，丙烯酸酯橡胶，聚氨酯，聚四氟乙烯等。

选择油封的材料时，必须考虑材料对工作介质的相容性、对工作温度范围的适应性和唇缘对旋转轴高速旋转时的跟随能力。

一般油封工作时其唇缘的温度高于工作介质温度20〜50C，在选择油封材料时应予注意。

详情请参照:橡胶种类及特性。

油封的工作范围与油封使用的材料有关：材料为丁腈橡胶（NBR 时为-40〜120 °C，亚力克橡胶（ACM -30 〜180 C，氟橡胶（FPM -25 〜300 C。

常用型式（老标准）型式结构间代号主要特征用途普通单唇形普通双唇形FB普通油封，在灰尘和杂质比较少的情况下使用，耐介质压力<0.05MPa 的场合，最高线速度15m/s，往复运动速度<0.1m/s。

普通油封，带除上述S防尘唇可以型油封的防尘，耐介质使用特征压力<0.05 外，还可MPa的场合，防尘。

密封知识连载之油封和防尘密封
6.1 油封
油封，即润滑油的密封。

它常用于各种机械的轴承处，特别是滚动轴承部位。

其功能在于把油腔和外界隔离，对内封油，对外封尘。

油封与其他密封比较有下列优点：
1）油封重量轻，耗材少。

2）油封的安装位置小，轴向尺寸小，容易加工。

3）密封性能好，使用寿命较长，对机器的振动和主轴的偏心都有一定的适应性。

4）拆卸容易，检修方便。

5）价格便宜。

6.2 防尘密封
油封可作防尘密封的件使用。

但是在粉尘严重或是为了保护其他密封件时，常常使用专门的防尘密封。

防尘密封的材料，油压机械多用橡胶，气压机械多用毛毡，飞机和寒带工作的油缸为了对付活塞杆外部结冰而用金属，化工部门为防止活塞杆上的粘着物也用金属。

防尘密封对保护关键性的液压设备是十分重要的。

渗入尘土，不
仅磨损密封件，而且会大大的磨损导向套和活塞杆。

此外，杂质进入液压介质中，也会影响操作阀和泵的功能，在最坏的情况下，也可能损坏这些装置。

防尘圈能除掉活塞杆表面上的尘土和杂物，但损坏活塞杆上的油膜，这对密封件的润滑也有一定作用。

油封、尘封油封、尘封：1、U型圈 U型圈是液压缸中最常用的油封，它是一种典型的唇口密封件，无论用于活塞还是活塞杆都能获得良好的密封效果。

U型圈在低压情况下，只靠唇口的过盈变形产生密封，因接触面积小，摩擦力相对较低。

随着压力升高，唇口弹形变形量增加，拉伸、压缩及弯曲应力增加，U型圈径向压紧力自动变大，与密封面接触的长度不断增加，直到U型圈整个轴向长度与密封面接触，从而保证高压下具有良好的密封性。

2、防尘圈所有液压缸都必须安装防尘圈。

活塞杆回程时，防尘圈将粘附在其表面上的脏物刮掉，保护密封圈和导向套免受损伤。

双作用防尘圈兼有辅助密封功能，其内侧唇边刮掉粘附在活塞杆表面上的油膜，从而提高密封效果。

一、引起密封泄露的因素（1）安装问题:1 密封安装方向错误导致泄漏2 安装时混入,或管路内异物,粉尘,进入密封引起泄漏3 装配不良造成密封损坏引起泄漏4 密封杆表面划痕引起泄漏5 焊接加工时,6 同心度不够导致偏心，偏负荷引起泄漏7 涂层加工不匀，涂料进入密封圈（2）密封选用问题1 因压力过高造成间隙咬伤2 混入空气后，绝热压缩引起密封烧损3 密封材料与介质不相容，引起膨胀等材料变质反映4 高温引起材料变质略化5 低温导致材料硬化，收缩二引起泄漏6 高频往复运动导致密封件发热，干磨7 低压，低速时，运动不平稳8 润滑不良导致密封磨损加剧9 因元件受到震动因起泄漏10环境粉尘引起密封圈异常磨损11密封沟槽生锈引起泄漏（3）密封装配设计问题1 导向支承件材料选用不当，损伤缸筒，活塞杆2 摩擦副间隙不合适，导致间隙挤出咬伤3 缸筒活塞缸端部的螺纹导角不当，损伤密封圈4 刚度，自重计算错误引起运动状态不良5 密封安装导角不当损伤密封圈6 滑动面粗糙度不合适，磨损密封圈7 电镀不均匀，密封通过的表面上开孔，划伤，磨损密封圈8 密封沟槽，特别是轴密封槽粗糙度不够，磨损，损伤密封件9 活塞，活塞杆镀层气孔引起泄漏10润滑不良磨损，咬伤缸筒，活塞杆（4）保管问题1 保管，运输时受到高温，引起密封材料变质，略化2 强阳光臭氧，放射线引起密封材料变质3 缺乏适当的保存方法，使密封圈变形4 长期存放引起密封材料老化二、旋转动密封泄露排除（1）泄漏过多。

机械设计基础了解机械设计中的防尘与密封机械设计基础：了解机械设计中的防尘与密封机械设计是一门应用力学、材料学和机械原理等学科知识，以满足机械设备的设计和制造需求为目的的技术领域。

在机械设计中，防尘与密封是非常重要的技术要求，本文将介绍机械设计中的防尘与密封的基础知识和常用方法。

一、防尘与密封的重要性在机械设备运行过程中，尘埃、异物等杂质进入设备内部可能引起设备的故障、磨损和精度下降等问题。

同时，机械设备运行中产生的油液、润滑脂等也需要进行有效的密封，以避免外界环境对设备的影响和杂质的进入。

因此，防尘与密封在机械设计中具有重要的意义。

二、防尘与密封的基本原理1. 防尘原理防尘的基本原理是通过某种方式阻止尘埃和杂质进入设备内部。

常用的防尘方法包括密封圈、滤尘器等。

密封圈可以固定在机械部件上，通过与另一个部件接触形成密封，防止尘埃进入。

滤尘器则通过滤网或滤膜等材料，阻止尘埃颗粒进入设备。

2. 密封原理密封的基本原理是通过某种方式阻止外界液体、气体等物质进入设备或液体、气体外泄出设备。

常用的密封方法包括静密封和动密封。

静密封一般是由密封圈、密封垫等组成，通过与外界之间的缝隙形成密封。

动密封则是通过密封装置与旋转轴或活塞等机械部件配合，形成良好的密封效果。

三、常见的防尘与密封装置1. O型圈O型圈是一种常用的密封装置，由橡胶或塑料制成，具有良好的弹性和密封性能。

O型圈广泛应用于汽车、机械设备等领域，在轴向或径向上起到密封作用。

2. 膜片密封膜片密封是一种用于管道连接的密封装置，通常由金属材料制成，具有良好的弹性和耐压性能。

膜片密封适用于高温、高压或化学腐蚀性较大的场合。

3. 润滑脂密封润滑脂密封是指在机械设备的摩擦副中添加一定量的润滑脂，形成润滑膜来达到密封作用。

润滑脂密封常用于轴承、齿轮传动等部件的密封。

四、防尘与密封的设计考虑因素在机械设计中，需要考虑以下因素来确保防尘与密封的效果：1. 材料选择：选择适合的材料，如橡胶、塑料、金属等，以满足机械设备的工作环境和要求。

密封知识⼤全密封知识油封详解（⼀）⼀、什么是油封油封是⽤于密封机械设备中旋转轴的封油⽤密封元件，⽽腔体基本上是静⽌的（见下图），所以油封⼜称旋转轴唇形密封圈。

机械的摩擦部分由于在机械运转时有油进⼊，为防⽌这些油从机械的间隙中泄漏⽽使⽤油封，并且除了油以外还需要防⽌⽔与化学药液的泄漏以及尘埃及⼟砂从外部侵⼊，这时候也要⽤到油封油封的密封状态，⼀是油封外缘和腔体之间为静态密封，同时保证油封外缘在腔体之间的可靠定位。

⼆是油封密封唇和轴之间的密封状态，当轴旋转时为动态密封，当轴静⽌时为静态密封。

各种影响因素的综合作⽤及其相互作⽤，都对油封的密封性能和使⽤寿命产⽣了很⼤影响。

⼆、油封的主要⽤途⽤于发动机曲轴和凸轮轴的密封⼩汽车，摩托车和商⽤车辆等传动系统（如齿轮箱、轮毂、桥轴、差速器）的密封铲车，挖掘机等农业机械和⼯程机械传动系统的密封⼯业⽤齿轮箱的密封液压元件（泵，马达）的密封⽇⽤机械洗⾐机的密封⼴泛⽤于机械⼯程和设备加⼯⼯业三、油封的主要特点油封外部为圆筒形⽤来保证对腔体的静态密封-采⽤内包⾦属⾻架的橡胶外缘；采⽤外露⾦属⾻架的外缘，⼤多需要抛光和镀敷防腐涂层。

装有弹簧的密封唇保证轴的动态和静态密封的密封可靠性。

经过长期开发研究的结果，油封的密封唇结构提⾼到极佳的性能，进⽽提⾼在更宽的负荷范围内的密封可靠性添加防尘唇，或者在特殊情况下采⽤的多个防尘唇，可防⽌外界污染物和灰尘侵⼊油封详解（⼆）四、油封各部位的作⽤油封主要由密封体、加强⾻架和⾃紧螺旋弹簧等⼏部分组成。

密封体按照不同部位⼜分为底部、腰部、刃⼝和密封唇等。

下图是：带弹簧并附有防尘唇的内包⾻架油封各部位主要名称和术语。

⾦属⾻架就如同混凝⼟构件⾥⾯的钢筋，起到加强的作⽤，并使油封能保持形状及张⼒。

通常，在⾃由状态下的⾻架油封，其内径⽐轴径⼩，即具有⼀定的“过盈量”。

因此，当油封装⼊油封座和轴上之后，油封刃⼝的压⼒和⾃紧螺旋弹簧的收缩⼒对轴产⽣⼀定的径向紧⼒，经过⼀段时间运⾏后，该压⼒会迅速减⼩乃⾄消失，因⽽，加上弹簧可以随时补偿油封⾃紧⼒，油封外缘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表⾯的接触⾯之间泄漏及侵⼊的作⽤。

油封、标准油封、一般油封概念油封是一般密封件的习惯称谓，顾名思义：油封是用来封油（油是传动系统中最常见的液体物质，也泛指一般的液体物质）的机械元件。

油封是封油用的机械元件,又称旋转轴唇形密封圈。

机械的摩擦部分由于在机械运动运转时有油进入,为防止这些油从机械的间隙中泄漏而使用油封。

但由于随着机械技术的发展,除了油以外还需要防止水与化学药液的泄漏以及尘埃用土砖从外部侵入,此时也要使用油封。

标准油封：标准油封是根据在世界市场上多年实绩和用户要求选定的代表性的油封。

一般油封：一般油封是标准油封以外的油封，是按照特定的机械和特殊的条件、特别的要求而设计的油封。

油封盖亦称端盖或是闷盖油封。

多用于齿轮箱和减/变速机箱体，以防止灰尘、污物侵入运动部位造成损坏。

O型密封圈用途及优点O型密封圈是具有圆形截面的环行橡胶密封圈.主要用于机械不见在静态条件下防止液体和气体介质的泄露.在某些情况下. O型密封圈还能用做轴向往复运动和低速旋转运动的动态密封元件.根据不同的条件,可分别选择不同的材料与之相适应.O型密封圈通常选用时要尽量选用大截面的O圈.在相同间隙的情况下. O型密封圈被挤入间隙的体积应当小于其被挤入的最大允许值。

O型密封圈优点：1）密封部位结构简单，安装部位紧凑，重量较轻；2）有自密封作用，往往只用一个密封件便能完成密封；3）密封性能较好，用作静密封时几乎可以做到没有泄露；4）运动摩擦阻力很小，对于压力交变的场合也能适应；5）尺寸和沟槽已标准化，成本低，便于使用和外购。

Y型密封圈应用范围及工作速度区分轴用和孔用Y型密封圈可以从Y型密封圈的最大和最小直径边的唇的倾斜角度来分辨,即内唇和外唇的倾斜角度来分辨:如果是最大直径边的唇的倾斜角度小于最小直径边的角度,侧为轴用;反之为孔用.因为Y型密封圈靠倾斜的唇的压缩和拉伸起到密封作用。

轴用的是靠内唇的拉伸的来起密封的,所以内唇的倾斜角度较大;孔用的是靠外唇的压缩来起密封的,所以外唇的倾斜角度较大Y型密封圈应用范围：广泛应用于往复动密封装置中，其使用寿命高于O型密封圈。

防尘密封油封可以作防尘密封件使用，但是在粉尘严重或是为了保护其他密封件时，常常使用专门的防尘密封。

液压机械的防尘密封多用橡胶，气压机械多用毛毡（方形或梯形）；飞机和寒带工作的液压缸为了对付活塞杆外部结冰而用金属；化工部门为防止活塞杆上的粘着物也用金属（详见图29.8-6）。

图29.8-6非标准橡胶和金属防尘密封方形或梯形防尘圈在密封机理上属于填料密封，防尘能力与接触的紧密程度有关，接触越紧防尘能力越好，但摩擦阻力越大。

楔形防尘圈实际上与唇形圈无区别，它依靠唇尖的接触力刮去尘埃和污垢。

其摩擦阻力小，但唇尖与轴表面的夹角对密封性和磨损有很大的影响，图29.8-7是其防尘效率。

唇尖向外时，其夹角只要大于4°便可以获得满意的效果，唇尖向内时，防尘效果不好。

图29.8-7 防尘效率图29.8-8 唇与轴的接触状态唇与轴表面的接触状态也直接影响防尘效果和唇的磨损。

图29.8-8是几种常见的接触情况，其中图a为正常接触状态，油膜薄，防尘效果好，磨损少；图b的过盈量太大，接触太紧，且接触面宽，改变了接触角，使唇尖翘起，不仅防尘效果不良，而且摩擦阻力大；图c唇尖接触不充分，摩擦不大，但却不能防尘；图d唇尖接触角太大，防尘效果短暂，很容易磨损，成为严重漏油的原因。

防尘密封圈对保护关键性的液压设备部件是极端重要的。

渗入尘土，不仅磨损密封件，而且会大大的磨损导向套和活塞杆，杂质进入液压介质中，亦会影响操作阀和泵的功能，在最坏的情况下，亦可能损伤这些装置。

防尘圈能除掉活塞杆表面上的任何尘土，但不损坏活塞杆上的油膜，这对密封件的润滑也有益。

放入我的网络收藏夹密封的选型对密封的基本要求是密封性好、安全可靠、寿命长，燕应力求结构紧凑，系统简单，制造维修方便，成本低廉，大多数密封件易损件，应保证互换性，实现标准化、系列化。

各种型式的密封，都有其特点和使用范围，设计密封时应先进行分析比较。

表29.2-2列出了各种密封类型使用条件 耐压性 耐高速性耐热性 耐寒性耐久性用途备注往复运动转动 填料密封良良 良 良 良 可 可 泵、水轮机、阀、高压釜可用缠绕填料、纺织填料或成型填料 O 形圈密封 良 可 良 可-良 可-良 可 可 活塞密封 可广泛用作静密封，此时耐久性良好 Y 形圈密封 优 × 优 良 良-可 可 可 活塞密封有时作静密封 机械密封×优优 优优优优 泵、水轮机、高压釜、压气机、搅拌机可用不同的材料组合，包括金属波纹管密封油封 （可） 优 可 优 良-可 可 可 轴承密封 或与其他密封并用，防尘分瓣滑环密封可良优 优优优优 水轮机、汽轮机多用石墨作滑环迷宫式密封 优 优 优 优 优 优 优 汽轮机、泵、压气机 往复用时，宜高速，低速不用浮动环密封 可 良 优 优 优 优 优 泵、压气机 离心密封和螺旋密封 ×优良 良良良优 泵磁流体密封 ×优可 优良优 优 压气机只用于气体介质种类 真空（绝对压力）/MPa 压力（表压）/MPa 工作温度/℃ 线速度/m ·s -1 泄漏率/ m ·h -1 使用期限 应用举例 压紧填料密封1.33×10-3 31.38-240～6002010～1000 - 清水离心泵，柱塞泵、阀杆密封 接 触 型成型填料 挤紧型 1.33×10-7 98.07-45～230100.001～0.16个月～1年液压缸、水压缸唇型1.33×10-9 0.1～10橡胶油封油封 -0.29-30～150123～6个月 轴承封油与防尘防尘油封硬填料密封往复- 294.20-45～400-3个月～1年活塞杆密封旋转-6个月～1年航空发动机主轴承封油胀圈密封往复1.33×10-3300120.2%～1%吸气容积3～6个月汽油机、柴油机、压缩机、液压缸、航空发动机主轴承封油旋转0.2 -机械密封普通型 1.33×10-77.85 -196～400 30 0.1～1506个月～1年化工用、电厂用、炼油厂用的离心泵液膜-31.38 -30～150 30～100100～5000 1年以上大型泵、透平压缩机气膜 1.96 不限不限- 航空发动机迷宫密封 1.33×10-519.61 600 不限大3年以上蒸汽透平、燃气透平、迷宫活塞压缩机非接触型动力密封离心密封背叶轮 1.33×10-30.25 0～50 30 - 1年以上矿浆泵甩油环油封- 0 不限不限- 非易损件轴承封油与防尘防尘螺旋密封螺旋密封 1.33×10-32.45 -30～10030-取决于轴承寿命轴承封油、鼓风机封油螺旋迷宫密封- 70锅炉给水泵辅助密封其他铁磁流体密封1.33×10-13（4.12）（-50～90）（70）- - -全封闭密封放入我的网络收藏夹防尘密封油封可以作防尘密封件使用，但是在粉尘严重或是为了保护其他密封件时，常常使用专门的防尘密封。