本文旨在深入介紹一種由廣東東晟密封科技有限公司研發(fā)的新型油封，該油封已獲得國(guó)家實(shí)用新型專利（專利號(hào)：201921488074.9）。此新型油封在設(shè)計(jì)與材質(zhì)上均實(shí)現(xiàn)了重大突破，特別是在水下工作環(huán)境中的密封性能與節(jié)能效果上表現(xiàn)出色。通過(guò)采用填充改性的PTFE材質(zhì)，以及獨(dú)特的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，該油封有效解決了傳統(tǒng)油封在水下工作時(shí)面臨的潤(rùn)滑不足、密封性能下降等問(wèn)題，為機(jī)械設(shè)備的高效運(yùn)行提供了有力保障。

一、技術(shù)背景與問(wèn)題提出

油封作為傳動(dòng)系統(tǒng)中至關(guān)重要的密封元件，其主要功能是將需要潤(rùn)滑的部件與出力部件隔離，防止?jié)櫥蜐B漏。然而，在水下環(huán)境中，傳統(tǒng)油封的性能往往受到嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。一方面，軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶起的水流容易將安裝時(shí)添加的潤(rùn)滑脂沖走，導(dǎo)致密封材料與轉(zhuǎn)軸之間的摩擦力增大，增加了轉(zhuǎn)軸的工作負(fù)荷。另一方面，傳統(tǒng)油封的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)往往無(wú)法靈活適應(yīng)轉(zhuǎn)軸的變化，容易出現(xiàn)密封過(guò)緊或過(guò)松的情況，影響密封效果。因此，開(kāi)發(fā)一種能夠在水下環(huán)境中保持優(yōu)異密封性能并降低摩擦力的新型油封顯得尤為重要。

二、新型油封的設(shè)計(jì)與材質(zhì)創(chuàng)新

?2.1 材質(zhì)選擇與創(chuàng)新?

本新型油封的核心創(chuàng)新之一在于其采用了填充改性的PTFE材質(zhì)。PTFE（聚四氟乙烯）是一種具有高潤(rùn)滑性能的材料，其摩擦系數(shù)極低，能夠有效降低密封件與轉(zhuǎn)軸之間的摩擦力。通過(guò)填充改性，進(jìn)一步提升了PTFE材質(zhì)的耐磨性和自潤(rùn)滑性能。這種材質(zhì)的選擇，使得新型油封即使在水下環(huán)境中也能保持良好的潤(rùn)滑狀態(tài)，降低了轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)所需的扭矩，從而達(dá)到了節(jié)能的目的。

?2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化?

新型油封的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)同樣獨(dú)具匠心。油封本體包括用于抱緊在轉(zhuǎn)軸上的內(nèi)環(huán)和用于配合安裝在軸孔內(nèi)的外環(huán)。外環(huán)的外側(cè)面沿其軸向一體成型有若干圈用于與軸孔內(nèi)壁貼緊的凸起，這些凸起的橫截面為三角形結(jié)構(gòu)，能夠有效增強(qiáng)油封與軸孔之間的靜密封效果。內(nèi)環(huán)則包括環(huán)狀腰部和沿油封本體軸向延伸的密封唇，密封唇與轉(zhuǎn)軸過(guò)盈配合，確保了動(dòng)密封的可靠性。

腰部的設(shè)計(jì)尤為關(guān)鍵。它往油封本體軸心方向傾斜，并與水平面之間的夾角控制在70°～80°之間（本具體實(shí)施例中為77°），這一設(shè)計(jì)使得密封唇與轉(zhuǎn)軸接觸處的角度和力度恰到好處。同時(shí)，腰部、密封唇和外環(huán)的內(nèi)壁共同圍成一個(gè)環(huán)形槽體，這一結(jié)構(gòu)在介質(zhì)壓力大時(shí)能夠發(fā)揮重要作用，增強(qiáng)密封效果。

三、新型油封的工作原理與性能優(yōu)勢(shì)

?3.1 工作原理?

新型油封的工作原理基于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和材質(zhì)特性。在正常情況下，密封唇與轉(zhuǎn)軸之間通過(guò)自身過(guò)盈貼緊在軸上，形成初步的密封效果。當(dāng)油封高壓側(cè)的介質(zhì)壓力大時(shí)，位于環(huán)形槽體的高壓介質(zhì)將油封內(nèi)壁推向轉(zhuǎn)軸，導(dǎo)致密封唇與軸緊貼，從而抵御較大壓力的介質(zhì)泄露。這一機(jī)制使得新型油封能夠在不同壓力環(huán)境下保持穩(wěn)定的密封性能。

?3.2 性能優(yōu)勢(shì)?

·?節(jié)能效果顯著?：由于采用了摩擦系數(shù)極低的PTFE材質(zhì)，新型油封能夠顯著降低轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)所需的扭矩，從而達(dá)到節(jié)能的目的。

·?密封性能優(yōu)異?：獨(dú)特的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和材質(zhì)特性使得新型油封在不同壓力環(huán)境下都能保持穩(wěn)定的密封效果，有效防止介質(zhì)泄露。

·?適應(yīng)性強(qiáng)?：內(nèi)環(huán)可以根據(jù)自身激活程度調(diào)整密封唇與轉(zhuǎn)軸之間的貼緊程度，使得新型油封能夠適應(yīng)不同轉(zhuǎn)速和介質(zhì)壓力的工作環(huán)境。

·?使用壽命長(zhǎng)?：填充改性的PTFE材質(zhì)具有優(yōu)異的耐磨性能，能夠減少密封件使用時(shí)的磨損，延長(zhǎng)其使用壽命。

四、新型油封的應(yīng)用價(jià)值與前景展望

新型油封的創(chuàng)新設(shè)計(jì)與卓越性能使其在水下工作環(huán)境中的機(jī)械設(shè)備中具有重要的應(yīng)用價(jià)值。它不僅能夠提升設(shè)備的密封性能和節(jié)能效果，還能降低設(shè)備的維護(hù)成本和運(yùn)行成本。隨著水下機(jī)械設(shè)備在海洋工程、水下探測(cè)等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，新型油封的市場(chǎng)需求將不斷增長(zhǎng)。

隨著材料科學(xué)和制造技術(shù)的不斷進(jìn)步，新型油封的性能將進(jìn)一步提升，應(yīng)用領(lǐng)域也將不斷拓展。同時(shí)，針對(duì)特定行業(yè)和應(yīng)用場(chǎng)景的需求，定制化、系列化的新型油封產(chǎn)品也將不斷涌現(xiàn)，為機(jī)械設(shè)備的高效運(yùn)行提供更加可靠的保障。

一、專利文獻(xiàn)

廣東東晟密封科技有限公司. CN210623557U. 一種新型油封[P]. 2020-05-26.
重點(diǎn)數(shù)據(jù)： 專利明確記載了填充改性PTFE材質(zhì)在77°腰部?jī)A角下的最優(yōu)密封性能表現(xiàn)

張建軍等. CN108506403A. 水下機(jī)械用復(fù)合密封件[P]. 2018-09-07.
關(guān)鍵技術(shù)： 采用PTFE與橡膠復(fù)合層結(jié)構(gòu)解決水下潤(rùn)滑問(wèn)題

二、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

GB/T 9877.1-2018. 液壓傳動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸唇形密封圈基本尺寸和公差[S].
重要指標(biāo)： 規(guī)定了油封徑向力測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)為0.15-0.35N/mm

ISO 6194-1:2019. Rotary shaft lip-type seals[S].
國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)： 包含水下密封件抗壓測(cè)試方法