论文部分内容阅读
【摘要】：针对骨架油封在油封安装过程效率低、易出现偏心安装、倾斜安装及自紧弹簧脱落等现象，设计出了一种可将油封平稳、快速、精确、高效的送入油封座内的专用工装，介绍了骨架油封的密封原理、工装结构、工装各部件作用及工装的使用方法。该工装结构简单，经实际应用证明性能稳定可靠，具有广泛的推广应用价值。
【关键词】：骨架油封 安装工装 通用性
1. 引言
骨架油封是指将传动部件中需要润滑的部件与外界进行隔离，不至于让润滑油渗漏的密封件。油封的密封性好与坏，除了油封本身结构设计是否合理，材料选择是否得当、轴与孔之间的设计配合是否恰当以外，油封的密封性与装配的质量有重要的关系。若要保证油封与油封盖的密封要求，油封的外径与油封盖内径之间需有一定的过盈量，所以需要借助一定的平稳外力才能将油封安装到油封盖内，传统的安装方法是运用外力直接对油封进行敲击实现的，这样不仅效率低，容易在油封安装过程中造成损伤，因用力不平稳、不均匀，会造成油封发生偏心安装、倾斜安装及自紧弹簧脱落等现象，均会影响油封的使用寿命。
2. 骨架油封结构与密封原理
骨架油封的结构比较简单，一般有三部分组成：油封体、加强骨架和自紧螺旋弹簧。当油封装入油封座和轴上之后，油封刃口的压力和自紧螺旋弹簧的收缩力对轴产生一定的径向紧力，经过一段时间运行后，该压力会迅速减小乃至消失，因而，加上弹簧可以随时补偿油封自紧力。
自由状态下，油封唇口内径比轴径小，具有一定的过盈量。安装后，油封刃口的过盈压力和自紧弹簧的收缩力对旋转轴产生一定的径向压力。工作时，油封唇口在径向压力的作用下，形成0.25～0.5mm宽的密封接触环带。在润滑油压力的作用下，油液渗人油封刃口与转轴之间形成极薄的一层油膜。油膜受油液表面张力的作用，在转轴和油封刃口外沿形成一个“新月面”防止油液外溢，起到密封作用。由于在油封与轴之间存在着油封刃口控制的油膜，此油膜具有流体润滑特性。在液体表面张力的作用下，油膜的刚度恰好使油膜与空气接触端形成一个新月面，防止了工作介质的泄漏，从而实现旋转轴的密封。。
3.正确安装骨架油封的重要性
在安装骨架油封时要保证骨架油封与油封座的同心度，不能出现偏心安装或倾斜安装，否则油封的密封唇会把润滑油从轴上排干，也会导致密封唇的过度磨损，在运转中，壳体内的润滑剂微微渗出一点，以达到在密封面处形成油膜的状态最为理想。装配方法不当同样引起密封唇口撕裂、翻卷、自紧弹簧脱落等现象，造成使用设备因油封密封不严而产生漏油，所以，设计一套骨架油封安装专用工装，以保证油封能够高效平稳的安装到油封座内是很有必要的。
4. 工装结构及各部件名称
工装结构及各部分名称如图1所示。
图1工装总体结构设计
1.支架;2.齿轮轴;3.冲压部件;4.手柄;5.弹簧;6.弹簧支撑架;7.调节杆;8.压头;9.三爪自定心卡盘;10.平键;11.轴承;12底座;13导轨。
5.工装各部件作用与原理分析
该工装齿轮齿条传动原理为基础，并结合三爪自定心卡盘与弹簧等常规机械机构设计而成的，部件1为支架，用于支撑整个工装。部件2为齿轮轴，两端通过滚动轴承固定在支架内腔壁上，实现与支架之间的转动连接，齿轮轴3与手柄4通过平键进行套装连接，齿轮轴齿部与齿条3相啮合，齿条3顶端设置了弹簧5，弹簧5勾连在弹簧支架6上，弹簧支撑架6另一端为加工有销孔的环套型结构，套装在调节杆7上，通过固定销实现与调节杆7的固定连接，调节杆7上设置有不同高度销孔，实现压头8高度可调节，满足不同高度的油封盖及油封的安装需求，同时实现了对手柄的自动复位，提高了工作效率，降低了劳动强度。压头8通过固定销与齿条3进行固定连接，该工装需配备一系列直径的压头，并且压头与齿条以活动销进行连接，方便更换，可以适应各种直径大小的油封使用需求。
底座12上表面与压头平行度偏差小于0.5mm，设置外止口，外止口与压头8同心度偏差小于1mm，三爪自定心卡盘9内止口与底座12外止口间隙配合，配合间隙小于0.02mm，油封座固定在三爪自定心卡盘9上，保证了与压头的同心度，使骨架油封能够平稳快速的压入油封座内。
6. 使用方法
装配前在骨架油封外圈涂上密封胶，水平放置到固定在三爪自定心卡盘上的油封座上，注意骨架油封的放置方向，装有自紧弹簧的一面（即有凹槽的一面）朝上，防尘唇向下。根据油封内外径大小更换合适的压头，压头直径介于骨架油封内径与外径之间，根据油封座及骨架油封厚度调节弹簧位置，骨架油封与压头的距离以10mm左右为宜，最后人力平缓下压手柄，压头即可将油封精确、平稳的压入密封座内。
7. 结语
该工装安装的骨架油封完全符合骨架油封的安装标准。该工装工装通过齿轮齿条传动原理的对人力进行放大与转换，降低了劳动强度;工装设置弹簧高度调节装置，并配备若干直径系列油封压头，可以满足绝大多数油封的使用需求，具有较强的通用性;工装配备自定心卡盘，夹紧后可以自动保证油封盖与压头的同心度，提高了工作效率。该工装在使用过程中要注意爱护和保养，对齿轮传动部及导轨部位要经常涂抹润滑脂进行润滑。
作者简介：孙培雨，男，1986年7月出生，黑龙江科技大学 本科，助理工程师，主要从事矿用减速器的研发及工装工艺设计.
【关键词】：骨架油封 安装工装 通用性
1. 引言
骨架油封是指将传动部件中需要润滑的部件与外界进行隔离，不至于让润滑油渗漏的密封件。油封的密封性好与坏，除了油封本身结构设计是否合理，材料选择是否得当、轴与孔之间的设计配合是否恰当以外，油封的密封性与装配的质量有重要的关系。若要保证油封与油封盖的密封要求，油封的外径与油封盖内径之间需有一定的过盈量，所以需要借助一定的平稳外力才能将油封安装到油封盖内，传统的安装方法是运用外力直接对油封进行敲击实现的，这样不仅效率低，容易在油封安装过程中造成损伤，因用力不平稳、不均匀，会造成油封发生偏心安装、倾斜安装及自紧弹簧脱落等现象，均会影响油封的使用寿命。
2. 骨架油封结构与密封原理
骨架油封的结构比较简单，一般有三部分组成：油封体、加强骨架和自紧螺旋弹簧。当油封装入油封座和轴上之后，油封刃口的压力和自紧螺旋弹簧的收缩力对轴产生一定的径向紧力，经过一段时间运行后，该压力会迅速减小乃至消失，因而，加上弹簧可以随时补偿油封自紧力。
自由状态下，油封唇口内径比轴径小，具有一定的过盈量。安装后，油封刃口的过盈压力和自紧弹簧的收缩力对旋转轴产生一定的径向压力。工作时，油封唇口在径向压力的作用下，形成0.25～0.5mm宽的密封接触环带。在润滑油压力的作用下，油液渗人油封刃口与转轴之间形成极薄的一层油膜。油膜受油液表面张力的作用，在转轴和油封刃口外沿形成一个“新月面”防止油液外溢，起到密封作用。由于在油封与轴之间存在着油封刃口控制的油膜，此油膜具有流体润滑特性。在液体表面张力的作用下，油膜的刚度恰好使油膜与空气接触端形成一个新月面，防止了工作介质的泄漏，从而实现旋转轴的密封。。
3.正确安装骨架油封的重要性
在安装骨架油封时要保证骨架油封与油封座的同心度，不能出现偏心安装或倾斜安装，否则油封的密封唇会把润滑油从轴上排干，也会导致密封唇的过度磨损，在运转中，壳体内的润滑剂微微渗出一点，以达到在密封面处形成油膜的状态最为理想。装配方法不当同样引起密封唇口撕裂、翻卷、自紧弹簧脱落等现象，造成使用设备因油封密封不严而产生漏油，所以，设计一套骨架油封安装专用工装，以保证油封能够高效平稳的安装到油封座内是很有必要的。
4. 工装结构及各部件名称
工装结构及各部分名称如图1所示。
图1工装总体结构设计
1.支架;2.齿轮轴;3.冲压部件;4.手柄;5.弹簧;6.弹簧支撑架;7.调节杆;8.压头;9.三爪自定心卡盘;10.平键;11.轴承;12底座;13导轨。
5.工装各部件作用与原理分析
该工装齿轮齿条传动原理为基础，并结合三爪自定心卡盘与弹簧等常规机械机构设计而成的，部件1为支架，用于支撑整个工装。部件2为齿轮轴，两端通过滚动轴承固定在支架内腔壁上，实现与支架之间的转动连接，齿轮轴3与手柄4通过平键进行套装连接，齿轮轴齿部与齿条3相啮合，齿条3顶端设置了弹簧5，弹簧5勾连在弹簧支架6上，弹簧支撑架6另一端为加工有销孔的环套型结构，套装在调节杆7上，通过固定销实现与调节杆7的固定连接，调节杆7上设置有不同高度销孔，实现压头8高度可调节，满足不同高度的油封盖及油封的安装需求，同时实现了对手柄的自动复位，提高了工作效率，降低了劳动强度。压头8通过固定销与齿条3进行固定连接，该工装需配备一系列直径的压头，并且压头与齿条以活动销进行连接，方便更换，可以适应各种直径大小的油封使用需求。
底座12上表面与压头平行度偏差小于0.5mm，设置外止口，外止口与压头8同心度偏差小于1mm，三爪自定心卡盘9内止口与底座12外止口间隙配合，配合间隙小于0.02mm，油封座固定在三爪自定心卡盘9上，保证了与压头的同心度，使骨架油封能够平稳快速的压入油封座内。
6. 使用方法
装配前在骨架油封外圈涂上密封胶，水平放置到固定在三爪自定心卡盘上的油封座上，注意骨架油封的放置方向，装有自紧弹簧的一面（即有凹槽的一面）朝上，防尘唇向下。根据油封内外径大小更换合适的压头，压头直径介于骨架油封内径与外径之间，根据油封座及骨架油封厚度调节弹簧位置，骨架油封与压头的距离以10mm左右为宜，最后人力平缓下压手柄，压头即可将油封精确、平稳的压入密封座内。
7. 结语
该工装安装的骨架油封完全符合骨架油封的安装标准。该工装工装通过齿轮齿条传动原理的对人力进行放大与转换，降低了劳动强度;工装设置弹簧高度调节装置，并配备若干直径系列油封压头，可以满足绝大多数油封的使用需求，具有较强的通用性;工装配备自定心卡盘，夹紧后可以自动保证油封盖与压头的同心度，提高了工作效率。该工装在使用过程中要注意爱护和保养，对齿轮传动部及导轨部位要经常涂抹润滑脂进行润滑。
作者简介：孙培雨，男，1986年7月出生，黑龙江科技大学 本科，助理工程师，主要从事矿用减速器的研发及工装工艺设计.