油封和防尘密封
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。

其功用在于把油腔和外界隔离，对内封油，对外防尘。

油封与其他唇形密封不同之处在于具有回弹能力更大的唇部，密封接触面宽度很窄（约为0.5mm）且接触应力的分布图形呈尖角形。

图29.8-1为油封的典型结构及唇口接触应力示意图。

油封的截面形状及箍紧弹簧，使唇口对轴具有较好的追随补偿性。

因此，油封能以较小的唇口径向力获得较好的密封效果。

图29.8-1 油封结构及唇口接触应力示意图
1—唇口；2—冠部；3—弹簧；4—骨架；5—底部；6—腰部；7—副唇油封与其他密封装置比较有下列优点：①结构简单、容易制造。

简单油封一次便可以模压成型，即使最复杂的油封，制造工艺也不复杂。

金属骨架油封也只需经过冲压、胶接、镶嵌、模压等工序即可将金属与橡胶组成所要求的油封。

②重量轻、耗材少。

每种油封都是薄壁的金属件与橡胶件的组合，其材料耗费极少，因而每个油封的重量很轻。

③油封的安装位置小，轴向尺寸小，容易加工，并使机器紧凑。

④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。

⑤拆卸容易、检修方便。

⑥价格便宜。

油封的缺点在于不能承受高压，所以只能作轴承润滑油的密封。

油封的工作范围如下：
工作压力～0.3MPa
密封面线速度低速型＜4m/s，高速型4～15m/s
工作温度－60～150℃（与橡胶种类有关）
适用介质油、水及弱腐蚀性液体
寿命 500～2000h
1.1 油封的结构
常用油封的结构见图29.8-2。

图29.8-2 油封结构
1）粘接结构这种结构的特点在于橡胶部分和金属骨架可以分别加工制造，再由胶粘接在一起，成为外露骨架型，有制造简单、价格便宜等优点。

美、日等国多采用此种结构。

它们的截面形状如图29.8-2a所示。

2）装配结构它是把橡胶唇部、金属骨架和弹簧圈三者装配起来而组成油封。

它一定有内外骨架，并把橡胶唇部夹紧。

通常还有一挡板，以防弹簧脱出（参见图29.8-2b）。

3）橡胶包骨架结构它是把冲压好的金属骨架包在橡胶之中，成为内包骨架型，其制造工艺稍微复杂一些。

但刚度好，易装配，且钢板材料要求不高。

（参见图29.8-2c）。

4）全胶油封这种油封无骨架，有的甚至无弹簧，整体由橡胶模压成型。

其特点是刚度差，易产生塑性变形。

但是它可以切口使用，这对于不能从轴端装入而又必需用油封的部位是仅有的一种型式，见图29.8-2d。

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。

防尘密封圈的型式和尺寸系列
标准的防尘密封圈分A型、B型和C型3种型号，适用于安装在往复运动液压缸活塞杆导向套上起防法和密封作用。

2.1.1A型密封
A型密封是一种纯橡胶的防尘圈、它是由高硬度（90±5邵尔A）材料压制的，可使用橡胶或橡塑并用材料，要求弹性适合于除尘并具有良好的耐磨和耐天候老化的特性。

设计时就考虑对活塞杆有一定的过盈量，因此给密封圈唇口以足够的压紧力，能使活塞杆表面上尘土刮掉，防止尘土和杂物带入缸体。

A型密封圈适于安装在A型密封腔体内起防尘作用。

表29.8-10为A型密封腔体用橡胶防尘密封圈的尺寸系列。

2.1.2 B型密封
B型密封圈与A型的结构相同，只是在防尘圈底部和外表面增加一个金属骨架。

由于金属骨架的关系，这类防尘圈只能压装在开口轴端。

B型密封腔体用带金属骨架橡胶圈的尺寸系列见表29.8-11。

2.1.3 C型密封
C型密封是组合型防尘圈密封。

其弹性密封件是由丁腈橡胶胶料模压而成。

可用于长冲高速的条件下，能控制油膜。

橡胶圈内部有一个高刚性的密封唇，能使活塞杆上粘结的尘土和冻霜刮去。

外部还有一个弹性的密封唇，当活塞杆完全伸出时，它能将油膜刮至主密封旁边流走。

为了避免压力在防尘圈和主密封之间升高，必须在它们之间安置一个排气孔。

经验表明，带有这种装置不会有油从气孔中排出。

C型密封是一种有双向唇的橡胶圈，它适于安装在C型密封腔体内起防尘和辅助密封作用。

表29.8-12为C型密封腔体用橡胶防尘密封圈的尺寸系列。

防尘圈标记示例
表29.8-12 C型密封型式的尺寸系列（摘自GB/T10708.3－1989）（mm）
防尘密封沟槽型式、尺寸和公差
1）A型液压缸活塞杆用防尘圈的沟槽型式、尺寸和公差见表29.8-13。

2）B型液压缸活塞杆用防尘圈的沟槽型式、尺寸和公差见表29.8-14。

3）C型液压缸活塞杆用防尘圈沟槽型式、尺寸和公差见表29.8-15。

表29.8-13 A 型液压缸活塞杆用防尘圈沟槽型式、尺寸和公差（摘自GB/T6578-1986）（mm）
注：d（60）为非优先选用尺寸。

注：d（60）为非优先选用尺寸。

注：d（60）为非优先选用尺寸。

油封材料
鉴于油封处于大气和油的环境中，所以要求材料的耐油性、耐大气老化性能良好；同时它常遇灰尘、泥水，且有很高的转速，因此要求耐磨性和耐热性良好。

某些特殊情况例如油封用来密封化学品时，则要求其材料应与介质相适应。

用作油封的橡胶主要是丁腈橡胶、丙烯酸酯橡胶和聚氨醋橡胶，特殊情况用到硅橡胶、氟橡胶和聚四氟乙烯树脂。

丁腈橡胶的耐油性能优异；聚氨酯橡胶的耐磨性能突出；而硅橡胶耐高、低温性能都很好；氟橡胶则较耐高温。

它们对各种润滑油、液压油的适应性如表29.8-1。

考虑周速及温度时对油封的选择可参考表29.8-2。

此外，油封还用到骨架材料和弹簧材料。

前者常用一般冷压或热轧钢板、钢带，只有海水及腐蚀性介质才用不锈钢板；后者用一般弹簧钢丝、琴钢丝或不锈钢丝等。

油封胶种的选择，建议参见图29.8-3。

图29.8-3 摩擦线速度、轴径的和转速关系图胶种代号：
D——丁腈橡胶（NBR） B——丙烯酸酯橡胶（ACM）
F——氟橡胶（FPM） G—硅橡胶（MVQ）
油封的使用
1 油封的润滑与漏油
油封使用情况的好坏，大致可以用泄漏量是否在允许范围内、以及使用寿命的长短来衡量。

由于油封的影响因素甚多，要作到绝对不漏是不可能的。

为此各国对油封的允许泄漏量作了规定。

若实际泄漏量在此规定范围之内，就算密封情况良好，详见表29.8-3 油封常用的润滑方法有：
1）安装时对油封唇部涂润滑脂。

通常，应根据使用条件对脂基进行选择。

锂基润滑脂的耐热、耐水性能好，温度变化时稠度很少变化，适用温度范围广，遇水也不降低其润滑性能，而钠基脂遇水容易乳化；钙基脂不耐高温；二硫化钼润滑脂在长期停车后在大气作用下容易蒸发干固，选用时应予注意。

2）滴油润滑。

需要有5～10mL/min的油量滴在油封唇口附近，滴油高度应在10mm以上。

3）溅油润滑。

也必需有一定量的油溅到油封唇部。

4）强制循环润滑。

循环系统应设油泵（或其他轴送机械）、冷却器、滤清器。

5）当油封组合使用时，必需在油封之间留有空隙，并从空隙中注油（参见图29.8-4）。

双唇油封之间常涂锂基润滑脂。

6）定期换油，但必需用规定的油种。

图29.8-4 组合油封的润滑
漏油原因很多，归纳起来列于表29.8-4。