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油封座孔材料对不同结构的骨架油封密封性能的影响

文章作者:小编 人气: 发表时间:2020-12-11 09:49:07

1骨架油封概述油封即旋转轴唇形密封圈。油封座孔即腔体,是安装油封的空间。油封按结构一般分为骨架油封、无骨架油封、有弹簧型油封和无弹簧型油封,骨架油封又分为外露骨架油封和内包骨架油封。骨架油封一般由密封橡胶、弹簧和金属骨架组成,其基本结构见图1。通常将金属骨架外露的油封称为外露骨架油封,而将金属骨架外包有一层橡胶的油封称为内包骨架油封,简称包胶油封。图11.1骨架油封的工作原理骨架油封的工作原理是利用油封内径与旋转轴之间的径向抱紧力来抑制润滑油的泄漏。骨架油封的工作状态一般是轴旋转而油封和腔体静止,油封与腔体之间为过盈配合。1.2外露骨架油封的特点(1)优点a.金属骨架与安装油封的腔体之间的定位准确、稳固,无弹性变形。b.油封刃口与配合轴的同轴度好。c.油封的导热性和散热性好。(2)缺点a.对腔体的内表面粗糙度和跳动精度的要求高。b.金属骨架与腔体内表面的密封性差。1.3包胶油封的特点(1)优点a.对配合腔体的内表面粗糙度和跳动精度要求不高,加工成本低。b.油封与腔体内表面的密封性好。(2)缺点2011年第7期汽车工艺与材料AT&M51a.油封的导热性和散热性差。b.装配定位准确性差。c.油封弹性变形大,不容易压平。2油封的失效表现为适应国家提倡的节能、减排要求,本公司开发了铝合金变速器,并按照《汽车机械式变速器总成技术条件》(该技术条件不包括油封的台架试验内容)对铝合金变速器进行了各项台架试验验证,结果良好。但铝合金变速器在实际使用过程中,原先安装在铸铁油封座孔上的成熟油封产品安装在同样尺寸的铝合金油封座孔上却出现了早期渗漏油的问题。2010年3月,1台装配了X挡全铝合金变速器的商用车在海南试车场进行道路试验。车辆在行驶了3000km时,出现了输出轴油封渗漏油的问题,维修人员随即对该油封进行了更换。通过比较分析,排除了在零件加工和装配方面出现失误的可能性。由于该油封是使用了十几年的成熟产品,因此初步判断这种短行程内出现的油封失效可能与安装油封的座孔材料发生了变化有关。失效的全铝合金变速器输出轴油封采用的是外露骨架双油封组合(图2)。其中的第1油封为主油封,它的刃口与旋转轴的过盈量比第2油封的大,两个油封的外径尺寸相同。图23失效分析及试验验证3.1试验验证为了找出油封失效的根本原因,在试验室对X挡铝合金变速器输出轴油封进行了高温疲劳寿命试验。在转速2200r/min、油温140~150的条件下,试验进行到第68h时,油封开始出现渗油现象。停机拆检,取下主轴后轴承盖和油封总成,拆掉空气侧的第2油封,油封骨架和油封座孔都有压装时留下的轴向划痕,配合面无渗漏油迹象。再拆解第1油封,与第2油封相比,该油封很容易从轴承盖里取下来,油封骨架与油封座孔配合,油封外圈与结合面处有渗油迹象。清洗拆解后的油封和轴承盖,发现第1油封骨架外表面有圆周方向的磨痕(外表面的部分防锈漆已被磨掉),油封座孔表面也有圆周方向的磨痕。3.2失效原因分析根据以上现象,认为油封出现渗油的原因是:在试验过程中,变速器内的润滑油温升高,在同样温度和同样尺寸的情况下,铝合金的膨胀系数比铸铁大(在100时,铝合金的热膨胀系数约为铸铁的2倍),导致油封骨架与油封座孔之间产生了热膨胀间隙,使得润滑油从第1油封骨架与油封座孔的配合面渗漏了出来。油封试验在达到热交换平衡之前,油温进一步升高,热膨胀间隙继续增大。