骨架油封結構有三部分組成:油封體、加強骨架和自緊螺旋彈簧。密封體按照不同部位又分為底部、腰部、刃口和密封唇等。通常,在自由狀態下的骨架油封,其內徑比軸徑小,即具有一定的“過盈量”。
1、骨架油封的質量檢驗
工作時,油封唇口對軸的徑向力使界面間產生厚度約2.5mm的油膜,這是骨架油封起密封作用的實質所在。
首先,檢查外觀質量,油封表面須光潔,無毛刺、裂紋、氣泡、缺角及雜質嵌入等缺陷;護油唇的邊緣為銳角,無缺口、毛邊及不均勻等現象;唇口與軸的接觸寬度一般為0.13~0.5mm,最佳寬度為0.25mm;橡膠與加強環的黏合要緊密無松動,不允許加強環偏位,內、外表面不露鐵;油封平面上壓出的凸字標明“軸徑×外徑×高度”、制造廠名和商標,字跡應清晰。
其次,用游標卡尺測量油封尺寸,測內徑最好用標準塞規,檢查其松緊度是否適當。如油封內徑大于30~90mm時,公差為-1.0~+0.7mm;若高度大于4mm時,公差為-0.3~+0.40mm。根據需要和條件,可進行耐油性能試驗,在(70±5)℃的25號變速器油中浸泡24h,重量變化應為-3%~+5%;在(20±5)℃的120號汽油(75%)和苯(25%)的混合液中浸泡24h,重量變化不應超過+20%。按照生產廠家要求,油封刃口應與配合的軸頸過盈量適當,過大會影響其使用壽命,過小則密封性能變差。
2、橡膠油封失效的原因及預防
(1)失效原因
①間隙過大。工作中橡膠密封圈在油壓或氣壓作用下,有一部分被擠入間隙,承受剪刀,壓力大時容易被撕裂。
②工作壓力過高或脈動。如果壓力過大將使橡膠密封圈擠入間隙部分增多,加劇其磨削和切割。油壓脈動加劇,將使橡膠圈被切割的頻率增加,產生疲勞裂紋。
③材質、尺寸精度不合理要求。橡膠密封圈的材質不同,其特性也不同。有的不耐熱、不耐油、不耐寒等。如果使用時互相混用,會使橡膠圈工作在不利的環境中而提前破損。配合的過盈太大或太小,都會使密封性變差。
④密封面不光滑。密封面越粗糙,磨損就越快。
⑤工作溫度過高。使橡膠變軟,彈性變差,與密封面的接觸壓力減小,密封性變差,而且容易損壞,會加速老化。工作溫度過低,橡膠會變硬發脆,容易產生裂紋,尤其在剪刀作用下易掉塊甚至破裂。
(2)預防措施
①確保密封面的加工質量。減小圓度和圓跳動的公差對密封圈最小過盈量的影響,滿足配合間隙要求,減小疲勞裂紋。
②質量應符合要求。最小過盈量是衡量密封圈質量的依據,因此,橡膠和箍緊彈簧的材料性能決定其適用范圍,工作溫度和使用壓力影響其使用壽命,因此用戶采購時應高度重視。另外,貯放橡膠圈時,應防止高溫或日曬,尤其要防止和油漆、汽油等(能夠揮發出使橡膠硬化的有害氣體)放在一起,以避免其變質。
③安裝要達到要求。先將油封接觸面上的油污、水分、鐵銹及其他污物清除干凈。裝配時唇部應無損傷,并在油封的唇部和軸的表面涂潤滑劑;裝配方向應使介質的工作壓力把密封圈唇部緊壓在軸上,不得裝反。油封在殼體內應可靠固定,不得有軸向移動或轉動現象。裝配O形圈時,不得有扭曲并正確選擇預壓量。
④保障潤滑系統的工作要求。確保潤滑系統清潔,防止水分或其他雜質對密封面造成腐蝕或劃傷。同時,要定期化驗潤滑油,對其理化指標(特別是酸值、水分和機械雜質)不符合要求的要及時清洗油箱、換油。修理機器內部或拆卸管路時,應采取必要的“包”、“堵”、“蓋”措施,防止因油量過少或油路不暢加劇壓力脈動,避免橡膠密封圈產生疲勞裂紋。
3、更換油封或軸件及加油的要點
(1)安裝前需按規定仔細檢查油封外觀。油封唇邊刃口及外表面須涂潔凈機油,并持專用工具進行壓配,要保證工具垂直于機體座孔的平面施力,均勻有序地將油封壓裝至座孔,避免裝歪或用力過猛損傷油封。
(2)測量油封刃口直徑時,可不拆去彈簧,用手將油封細心整理使內圈盡量平整,可多測幾個位置取其平均值。測量時用力要適當,不能使其變形影響測量。
(3)與油封配合的軸頸或座孔倒角處應無毛刺、銳邊等,如有須修整。
(4)當檢修機體須新安裝軸件時,應注意油封彈簧是否良好。軸件涂油,最好是邊旋轉邊安裝,以防油封受損傷。
(5)對于大修的發動機,機體上的油封原則上應全部更換,油封老化用肉眼難以分辨,大修發動機時更換全部油封件是明智之舉。
(6)對油封唇口、外圓處的滲油,有時難以判斷。遇此情況可將發動機熄火,待完全冷卻后蘸適量汽油把滲漏疑點處的油封及其周圍洗凈,等汽油揮發完畢,用粉筆灰均勻地噴灑在滲漏處,重新啟動發動機仔細觀察,就會明顯看出是油封唇口與軸頸處,還是油封與座孔處有滲漏。
如是唇口處滲漏,除觀察油封唇過刃口有無缺陷外,還須仔細檢查軸頸上是否有劃痕、斑點、毛刺等,若發現油封外圓與座孔配合過松,可用密封膠涂于油封外圓和座孔內,再用專用工具小心壓緊應緊應急使用。
(7)在實際使用中如潤滑油過多、不足或過稀都會導致油封的密封性能下降,潤滑油過稀會產生泄漏;潤滑油嚴重私有短缺時會引起油封過熱,造成刃口處急劇磨損甚至撕裂;潤滑油過多時,由于曲軸運轉阻力加大,使機體的冷卻空間相對減小而壓力增大,油封唇口處將承受不了機體內的壓力而產生滲漏現象。所以應嚴格按照使用說明書要求,選用合適黏度、質量相當的潤滑油,并定期更換。另外,加注潤滑油不可過多或過少,應保持中限油位,并注意勤檢查、勤保養,同時保持曲軸箱通氣管暢通。
(8)安裝油封時,一定要注意其前后位置和安裝方向,油封與座孔為過盈配合,加之橡膠的機械強度很低,很容易出現油封外圓損傷的現象,因此安裝時要對準座孔放正,然后推入(或墊一平板用手錘輕輕敲入),切忌不放正就往里硬打。發現問題應停止安裝,若屬油封質量問題,應予更換,不能湊合。安裝時很容易出現彈簧脫落、內圈翻邊等現象,應在配合軸頸上涂抹機油,邊轉動邊推進,以免軸頸刮磨出現刃口內圈翻邊現象,裝妥后要認真檢查,彈簧在環槽內配合是否牢靠,并保持刃口的正常狀態。