喷气织机骨架油封装配方法及失效分析

王 维

(陕西长岭纺织机电科技有限公司，陕西 宝鸡 721013)

•生产实践

喷气织机骨架油封装配方法及失效分析

王 维

(陕西长岭纺织机电科技有限公司，陕西 宝鸡 721013)

为了解决喷气织机使用中出现密封箱体油液泄露的问题，介绍骨架油封结构及密封原理，从油封端唇部磨损、油封安装及保养等对其常见失效的原因进行分析，结合油封的密封原理，给出骨架油封的装配方法及装配注意事项。指出：喷气织机中骨架油封装配不当、轴孔类零件质量不合格及保养不当是造成骨架油封失效的主要原因；应严格管理、安装、维护和保养油封，制作配套工装，严格装配方法。

喷气织机；骨架油封；密封；唇部；螺旋弹簧；失效；装配

油封广泛应用于机械设备中，其密封性能直接影响机械设备的正常运转、使用寿命及工作效率，若油封失效则会引起油液泄漏，污染环境甚至造成火灾。在喷气织机中，含有金属材质的骨架油封最为常见，而装配不当则是造成骨架油封失效最常见的原因之一。本文通过分析喷气织机骨架油封失效原因，为油封装配提供参考。

1 骨架油封结构及密封原理

1.1 骨架油封结构

普通双唇骨架油封的结构如图1所示[1]。在自由状态下，骨架油封唇口比轴径小，有一定的过盈量，装配后油封的端唇部周向挤压轴外圆面，密封了流体的向外运动。密封唇部一般为橡胶材质，具有一定的柔性及弹性，能够抵消部分机械设备的振动及流体压力的变化，配合螺旋弹簧的收缩，以及密封唇部的橡胶基质对轴产生均匀的径向压力，保持唇部与轴表面稳定的密封状态。防尘唇部可以有效地减少杂质侵入油封唇口，造成密封唇部磨损。金属骨架支撑配合部位，在腔体孔中产生配合力，防止油液从油封外圆面与腔体内的接触面间泄漏。

1.2 密封原理

轴运转中，油封唇口在径向压力的作用下，形成0.25 mm～0.50 mm的环形接触带，在油液压力的作用下，油液渗入油封唇口与转轴之间，形成厚度约2.5 μm的油膜。该油膜具有流体润滑特性，能产生一定的表面张力，防止油液流出，形成密封。同时，油封和轴的相对运动在油膜分离的状态下进行，可以减小摩擦力和摩擦热，降低油封唇口的磨损速度，并使其润滑。骨架油封的配合状态如图2所示[2]。

2 骨架油封失效原因

油封失效是指其在使用中失去密封性，油液泄漏引起设备不能正常使用的情况。根据售后人员反馈的信息，经分析后发现，绝大多数的油封失效并不是由油封设计、制造及选用造成，而是因油封装配不当、轴孔类零件质量不合格及保养不当造成的。在实际使用过程中，油封内唇口的过快磨损(过盈量减小)是引起油封泄漏的最常见原因之一。

2.1 油封端唇部均匀磨损

油封使用较短时间发生漏油，将其拆下后发现密封端唇部磨损，有较明显的均匀环状磨损带，一般是轴类零件与油封端唇部配合处的油封唇口磨损造成。轴表面粗糙度Ra值一般为0.32 μm～0.80 μm，当表面粗糙度值过大时，轴与油封唇口的摩擦力增大，油膜润滑性不够，易造成油封泄漏。

2.2 油封端唇部非均匀磨损

油封使用较短时间发生漏油，将其拆下后看到密封端唇部磨损，有较明显的不均匀环状磨损带，造成此种问题的原因较多，从装配角度一般可分为以下两种。

2.2.1 油封倾斜安装

油封若倾斜安装，造成螺旋弹簧的收缩力不匀，其密封端唇部与轴接触不均匀，不能形成均匀的油膜，使油封唇口与轴之间润滑不良，造成油封泄漏。

造成油封倾斜安装的常见原因是未采用安装油封的专用工装。采用锤击法装配时，油封端面未均匀使力，造成油封安装变形。

2.2.2 油封偏心安装

偏心安装是造成油封短时间泄漏较难发现的原因之一，除去油封本身的质量问题，如油封外圈与内圈不同心；引起偏心安装的最常见原因是油封唇口与轴的不同心或腔体孔与轴的不同心。在螺旋弹簧的作用下，油封的径向压力不均匀等，油封唇口与轴接触带产生不均匀磨损，引起油封泄漏。

大量试验表明，油封偏心安装是不可避免的，随着轴转速的升高，油封安装的偏心量不断减小，可以避免油封偏心安装造成的泄漏，图3为油封安装偏心量与转速的关系[3]。在安装油封时，可采用打百分表的方法检查油封唇口接触处的圆跳动。

2.3 油封使用保养不当造成磨损

应按照保养说明在磨合期过后尽快更换油液，以免金属磨损产生的微粒进入油封唇口造成漏油。

3 骨架油封的装配方法

3.1 按图纸等技术资料领取正确的油封型号，装配前不能撕开油封包装纸，以防止油封粘灰。若暂时不安装，需将油封避光、避热源、避潮湿存放，且需防止异物混入油封唇口。安装时，需检查油封外形是否完好，无明显碰伤、划伤，无异物侵入。

3.2 检查轴和腔体基本尺寸、表面粗糙度及公差是否符合图纸要求。零件搬运中防止使精加工的轴和腔体受到损伤，必要时可以制作搬运夹具进行保护。轴和腔体表面不得有防锈油、锈迹、沙尘等异物，否则安装前应使用洗油或煤油清洗，再擦拭干净，因为洗油或煤油的残留物会使油封膨胀而发生故障。墙体孔口在装配前应去毛刺。

3.3 油封碰触轴上的键槽或花键时易划伤唇口，需用胶带将轴的键槽或花键部分缠绕起来，最好制作专用保护套(如图4)，以方便油封装配。

3.4 在油封内圈唇口之间涂抹少量矿物油型锂基脂，可防止轴在启动时与油封唇口干摩擦，影响唇口的过盈量；但锂基脂不可涂抹过量，以免运转中漏出而被误认为漏油。不建议使用油类润滑剂涂抹油封唇口，因为此类物质流动性大，在设备运转中油封唇口发热后易流出，使油封唇口与轴之间失去润滑性，若油膜无法及时形成，会造成油封端唇部过快磨损。建议在油封螺旋弹簧与外圈之间的凹槽中涂抹适量润滑脂，可有效防止装配中螺旋弹簧的弹出。油封的外圈涂抹少量半干性液态密封胶，如硅橡胶，特别是更换油封时更应如此，可有效防止油封外圈漏油。具体涂抹示意见图5。

3.5 油封装入腔体孔时不能倾斜安装，压力要均匀，油封装入腔体孔中一般会出现以下两种情况。

a) 将油封直接装配到孔中，此时无论是从油封的大气侧或油液侧压入，均可以制作专用工装，如图6和图7所示。

b) 将油封压入已装完轴的腔体孔中，为方便安装而制作的工装如图8和图9所示。油封装配时，外圈应涂有半干性液态密封胶，该工装外圆面上

应设计有透气孔，可使装配时工装中的气体排出，保证油封压装到位。

3.6 及时清理油封装配中外圈挤出的多余密封胶，密封胶的溢出部分应仔细清理干净，如误将密封胶粘在轴表面与油封唇口上，会造成油封泄漏。

3.7 机械设备装配完后，在厂内进行试运转，若加入多次使用过的沉淀油液时，应保证油液无杂质。从压入侧观察设备运转中的油封唇口，可以看到少许光亮的油膜带，则说明油封装配正常。

4 结论

喷气织机中骨架油封使用较多，油封的失效会影响喷气织机使用中的稳定性和可靠性，油液泄漏会污染布面，油液泄漏过多时造成齿轮面润滑不良

而磨损，严重的泄漏会造成火灾，在纺织厂造成恶劣的影响。由售后反馈情况分析，油封装配不当、轴孔类零件质量不合格及客户保养不当是造成其失效的主要原因。对已损坏的油封进行分析，找到油封装配的正确方法及步骤，才能指导喷气织机制造厂生产和下游企业正确使用。

[1] 刘引文，刘振华，刘涌.橡胶密封制品实用加工技术[M].北京：化学工业出版社，2002.

[2] 付平主，常德功.密封设计手册[M].北京：化学工业出版社，2009.

[3] NOK株式会社.NOK油封说明书[Z].

Assembling Method and Failure Analysis of the Cased Oil Seal
on Air-jet Loom

WANG Wei

(Shaanxi Changling Textile Mechtronical Technology Co.,Ltd.,Baoji 721013,China)

To solve the problem of oil leakage of the cased oil seal on in-service air-jet loom,introduction is made to the structure and the workhow of the cased seal.Analysis is done to the causes resulting in worn lips of the seal and common failures.Cautions are given on assembling maintenance of the seal.It conludes that the main failures result from improper assebling of the cased seal,unqualified parts with holes and improper maintenance.Something must be done in management,assembling,maintenance of the oil seal with proper tooling and assembling method.

air-jet loom;cased oil seal;seal;lip;spiral spring;failure;assembling

2016-04-26

王 维(1984—)，男，陕西宝鸡人，助理工程师，主要负责喷气织机流水线装配、工艺调试方面的工作。

TS103.33+7

B

1001-9634(2016)06-0010-04