强酸、强碱聚四氟乙烯油封
1.金属骨架2.主密封唇3.螺旋槽4.垫圈5.副密封唇6.防尘唇
PTFE油封结构示意
②有双密封唇口的油封。这类油封也可以分为两种,一种是除密封主唇口上有螺旋槽外,还带有一个防尘唇(副唇,参见图3),这个防尘唇主要用来防止外界杂质(泥沙、灰尘、水等)进入所密封的介质中,同时也防止外界杂质进人主密封唇与旋转轴之间,以免引起油封唇口或旋转轴的磨损。如Cummins发动机前端的辅助风扇驱动轴油封等;另一种是不仅主密封唇口上有螺旋槽,副密封唇上也有螺旋槽(参见图4),其主要用于密封两种不同的液体介质,防止一种液体介质泄^另一种液体介质。如推土机发动机曲轴后油封,它既要保证发动机机油不流入液力变扭器,又要保证液力变扭器中的润滑油不流入发动机。
4.2PTFE油封的密封机理
装配好的PTFE油封在发动机运转几转后,其密封唇就会将一层很薄很薄的PTFE薄膜涂覆到旋转轴颈上,并借助于自身的弹性变形,使辱口部分很好地贴合在轴颈上,并能与发动机一起随动。发动机在工作过程中,进入油封唇部与轴颈贴台部位的润滑油膜随发动机旋转轴一起转动,一旦油膜碰到油封螺旋槽,就将会受到螺旋斜面的作用而产生一个向发动机内密封介质的作用力(参见图5),此力就会将欲外流的液体介质压回储油端,即油封螺旋槽具有泵吸的功能。当该作用力大于油膜本身受到的来自储油端的油压时,这就能实现密封。
5 油膜受力分析
上述分压力可用下列公式进行计算:
式中:P——螺旋槽产生的一个作用力
C——旋转轴与油封唇口之间的间隙
L——唇口与轴接触宽度
V——旋转轴表面线速度
μ——液体介质的动力粘度
F(a,s)——螺纹结构要素
由上式可知,当发动机工况一定(即μ、V、C基本不变)及一定的设计条件(即L不变)时,F(a,s)是影响上述分压力的重要原因,即油封密封唇部螺旋槽的大小、角度、方向、旋向、密封材料硬度及其弹性等将直接影响到油封的分压力,即影响油封的密封性能。
5.对填充聚四氟乙烯油封的要求
为了保证填充聚四氟乙烯材料油封质量,使其耐久、可靠,国外一些柴油机公司规定了极为严格的技术要求,要求其使用寿命必须达到80万公里或10000小时以上;同时,还必须用数个油封在柴油机上进行100~500小时连续强化试验,而且要求从试验开始到试验结束期间,不允许有任何渗漏现象,即使试验轴上重复出现的油膜痕迹也是不允许的;试验结束后,油封轴颈上的磨损部位的凹陷深度不得大于0.05mm,油封唇部***大磨损宽度不得大于0.90mm。
这样的设计和试验要求,远远高于现行的橡胶油封国际、国内标准,应该说是目前***为苛刻的设计、试验要求。
到目前为止,国内基本上还没有能够完全满足PTFE油封的试验台架,也没有较为***的试验标准,只有个别企业在消化国外一些公司不太完善的技术标准基础上,根据国内现状并结台ISO6194标准制定的试验方法,采取国产油封与同类进口油封进行对比试验。
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