油封發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢
下面從幾個方面對國際上油封生產(chǎn)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢作簡要介紹，并比較提出我國在各個方面存在的差距。
油封材料
油封由于使用條件苛刻，決定了對橡膠材料要求苛刻，目前使用的油封材料，除普通場合采用NBR外，氟橡膠、丙烯酸橡膠、硅橡膠、氟硅橡膠、氫化丁腈橡膠、聚四氟乙烯等特種材料被廣泛采用。國外幣積極致力于通過改善合成工藝和后處理技術(shù)大幅度提高已有的品種質(zhì)量，通過化學(xué)改性生產(chǎn)特殊性能的橡膠。合成各種性能的生膠滿足不同的使用要求。國際上一些大的油封公司，為提高產(chǎn)品質(zhì)量，已經(jīng)建成了自己的特種橡膠的生產(chǎn)工廠。而我國在膠種、品牌上的研究相對較少，大多數(shù)生膠仍依賴于進口。
膠料配合技術(shù)
對于配方的研究，除選擇合適的生膠外，新助劑、新的無機填料已大量運用于配方中。為了改善膠料的工藝性能、改善產(chǎn)品的外觀質(zhì)量，近幾年來國外開發(fā)了大量的加工助劑，以滿足工藝性能要求。新的無機填料的應(yīng)用，改善了膠料物理性能，降低了膠料成本，使油封的動態(tài)性能得以改善。國外在配合技術(shù)的研究上特別注重油封唇口材料與軸的表面接觸狀態(tài)，有了一個技術(shù)上的飛躍，而我國的配合技術(shù)多數(shù)仍停留在國外六七十年代水平。
油封結(jié)構(gòu)
國外一般采用外露、半外露骨架油封。這類油封定位準(zhǔn)確、同軸度高、安裝強度高，耐熱性好、摩擦生熱少，在壓力和震動作用下穩(wěn)定，節(jié)省了膠料，因而有較長的使用壽命和可靠的密封性能。在國外，這種骨架油封的產(chǎn)量約占油封總產(chǎn)量的70%，而我國僅少數(shù)的企業(yè)能生產(chǎn)這種油封，大部分小企業(yè)仍生產(chǎn)內(nèi)包骨架油封。另外，各種流體動力油封也是目前油封的發(fā)展趨勢。它是在密封唇刻有各種流線，根據(jù)流體動力學(xué)原理設(shè)計，其溝槽能將滲漏出的油“泵回”油腔，密封性能高，可適應(yīng)較大的軸偏心。對于線速度高(20m/s以上)的密封部位，采用流體動力油封能使泄漏問題得到有效的解決。對于摩擦條件苛刻、生熱大、軸偏心大的工作場合，流體動力油封更能顯示其優(yōu)越性。流體動力油封能提高工作可靠性，延長其使用壽命。例如：前蘇聯(lián)采用流體動力油封使丁腈橡膠油封的使用壽命由1000h提高到3000h，氟膠油封可在200℃溫度下工作6 000～8 000h。近十年以來，流體動力油封又由原來的斜紋、螺紋狀發(fā)展到現(xiàn)在的“八字形”、正弦波形、凸臺形、塊狀形、網(wǎng)交叉形、三角形等等。根據(jù)不同的工作條件，選擇不同的形狀，可達到良好的回油效果。流體動力油封是高速油封發(fā)展的必然趨勢和重要技術(shù)途徑。目前國內(nèi)大部分廠家生產(chǎn)的這種油封，由于回油線的結(jié)構(gòu)參數(shù)選取還掌握不好.加工技術(shù)水平落后，導(dǎo)致使用效果不好。
近幾年來，國外研制出了聚四氟乙烯油封、復(fù)合式外封型油封.聚四氟乙烯油封適用于高低溫、腐蝕性介質(zhì)、干摩擦等特殊場合.復(fù)合式外封型油封適用于工況條件惡劣的場合，這兩種油封國內(nèi)尚處于開發(fā)階段。另外，在油封結(jié)構(gòu)設(shè)計上，國外已采用有限元分析設(shè)計，而國內(nèi)尚未開展此項工作。
油封的后處理技術(shù)
將油封進行化學(xué)、物理等表面處理是目前油封技術(shù)發(fā)展的又一趨勢。它是提高油封的可靠性、延長使用壽命、克服橡膠某些固有性能不足的有效技術(shù)途徑。
(1)熱處理：即二次硫化。國外的研究表明，在中性介質(zhì)、熱空氣中，對氟橡膠、丙烯酸酯橡膠、硅橡膠等油封進行熱處理，可穩(wěn)定其物理力學(xué)性能、破壞不穩(wěn)定的交聯(lián)結(jié)構(gòu)，消除模壓硫化產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，降低壓縮永久變形，提高使用壽命。
(2)表面處理：在油封的唇部貼聚四氟乙烯薄膜，可提高油封耐介質(zhì)、耐高溫、耐磨等性能，降低摩擦生熱。
(3)涂覆防護涂層、溴化處理：可使油封耐熱氧老化、耐介質(zhì)性能提高。以上技術(shù)國外已應(yīng)用于生產(chǎn)，而國內(nèi)除二次硫化技術(shù)外，其它工作僅有部分廠家剛剛起步。
測試方法及儀器
油封的性能測試有其獨特之處。國外除發(fā)展自動化、半自動化膠料性能測試儀器外，還特別重視反映膠料工藝性能、密封制品使用性能的測試方法及儀器的研究工作。例如除了反映膠料混煉、模壓等工藝性能的加工測定儀。反映使用性能的啟動摩擦、動摩擦數(shù)、摩擦扭矩、唇口升溫、泄漏時間和泄漏量等的性能試驗儀和產(chǎn)品性能模擬試驗臺(如圖所示)外，反映油封密封性能唇口張力測定儀，流體動力油封回流效應(yīng)觀測儀等等。國外十分重視油封的成品質(zhì)量控制，普遍采用微型硬度計檢測成品硬度，用徑向力測定儀控制油封的徑向力，用唇口張開壓力測定儀檢測油封唇口的微小缺陷。制定了國際標(biāo)準(zhǔn)以控制油封旋轉(zhuǎn)試驗時的漏油量.發(fā)展了屏幕顯示電子計算機控制、屏幕對話的尺寸和斷面自動計量儀。但國內(nèi)大多數(shù)廠家的試驗手段仍很落后。還沒有辦法對油封大規(guī)模的進行成品微泄檢驗。從而也就沒法保證大批量生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性。
