作者：張（zhāng）紅燁
（廣州機床研究所（suǒ）密封分所）
1995年底，攀鋼委托我（wǒ）所研製一批雙骨架油封，樣品是（shì）國（guó）外某公司的產品（pǐn），在（zài）消化樣品、查閱圖紙及分析工況的基礎上開展研製工作。
攀鋼HC軋機工作輥軸承座工況條件：工作溫度：50℃；工作介質：643＃美孚潤滑油；工作速度：14m/s(Z大)。
工（gōng）作輥（gǔn）有二對，軸承座采用了兩（liǎng）種規格的雙骨架組合油封，其使用方式為單件使用（yòng）和組合使（shǐ）用(一（yī）對油封中間加隔離環)兩種。見表1。標注方式為：內（nèi）徑×外徑×寬度，本文以雙骨（gǔ）架組（zǔ）合油封290×330×18mm為（wéi）例，對（duì）結構設計和製造工藝進行介紹。
表1 骨架油封結構及使用方式
1 產品結（jié）構設計
雙骨架組合式油封組成元件為外骨（gǔ）架、內（nèi）骨架（jià）、橡膠件及彈簧四種，各一件，橡膠件是油（yóu）封的密封（fēng）唇部，內（nèi）、外骨架（jià）緊配合，固定橡膠部分，並且外骨架包覆內骨架。雙骨架組合增強骨架剛性和強度，減少單骨架油（yóu）封在（zài）裝配和使用過程中易引起的變形。
產品（pǐn）設計具有三方麵內容：組合油封的整體結構設計（jì）；橡膠件的設計；內（nèi）骨架及外骨架的結構設計；彈簧參數的（de）選取等等。
(1)組合油封設計：測繪分析進口樣品及參照軸承座油封裝配尺寸後，290×330×18mm油封設計尺寸確定為：外徑330mm，太大引（yǐn）起油封裝配困難，太小則（zé）不（bú）能達到密封（fēng）效果；內徑(密封唇)裝彈簧後為290mm，過盈小會引起漏（lòu）油，太大則（zé）易引起加速（sù）磨損，從（cóng）而影響油封的使壽命；油封高（gāo）度H為（wéi）：18mm，見圖1(a)。
(2)橡（xiàng）膠件（jiàn）結構設計：按組合油封（fēng）整體結構來設計橡膠件的尺寸參數。
腰部厚度為4.56mm；
Z小內（nèi）徑為284.66mm，切（qiē）唇後，唇口尺寸為287.0mm；
Z大高度為11.5mm。見圖（tú）1(b)
(3)油封骨架設計，骨架選（xuǎn）用現有規格的（de）冷（lěng）軋薄板（bǎn），采用衝壓成（chéng）型（xíng），材質為F08，厚度（dù）為1.5mm、2.0mm，結構尺寸見圖1(c)和(d)。
(4)彈簧參（cān）數選取：選用不鏽鋼拉力彈簧（huáng），線徑d＝0.6mm、直徑D＝3.5mm。
圖1
2 模（mó）具設計
(1)二種骨架模具設（shè）計：油封所（suǒ）用的二種骨架采用外協加方（fāng）式，模具由供貨廠家設計製造。
(2)橡膠件模具設計（jì）見圖2。
圖2 油封290×330×18橡膠件（jiàn）模（mó）具結構
(3)內外骨架組合成型模具設計。
3 成型工藝及產品成型
(1)橡膠件成型：①成型：氟膠膠料預（yù）成型(周邊均勻)；稱量，膠料不宜（yí）過多；否則，橡膠底部尺寸超高；膠料不（bú）宜過少，否則會缺膠。一次硫化180℃×20min；二（èr）次硫化200℃×12h。②修邊：修除多餘毛邊，但（dàn）不能刮傷產品。③檢驗：尺寸是否合（hé）格(底部尺寸是否超高，沿周邊方向是否均勻)，外觀（guān）是否有雜質、裂紋傷痕等缺陷。
(2)骨架機（jī）械加工：①骨架車削加工（gōng）：衝壓出的骨架僅僅隻能算毛坯，必須經（jīng）車削加（jiā）工（gōng）尺寸精度（dù）達到要求後才能正式使用。加工（gōng）時，先取一尺寸合適的尼龍管料，夾在車床卡盤上，車（chē）一底座，底座直徑要求和骨架外圓為緊配合，骨架采（cǎi）用外圓和底（dǐ）麵定位，把（bǎ）骨（gǔ）架裝入底座進行加工，骨架（jià）裝夾方法如圖3所示。②骨架（jià）去毛刺：骨架加工所產生的毛（máo）刺易劃傷橡膠，應去除（chú）。
圖3 骨架加工時裝夾示意
(3)雙骨架成型：①內（nèi）、外骨架與橡膠（jiāo）的定位和（hé）外（wài）骨架的（de）翻邊。大小骨架與密封（fēng）唇部的裝配組合成（chéng）型。方法有兩種：一種是模壓成型；另一種是在車床上滾邊成型，從雙骨架油封的（de）具體（tǐ）結構（gòu）及我所的現有條件考（kǎo）慮我們選擇種成形方法。其原理是：首先把大小骨架與橡膠件合理裝配，在（zài）模具中準確定位，然（rán）後用硫化機（jī）分兩步成型，步先用模具（jù）的（de）斜麵將外骨架翻邊成斜麵；第二步再用直角平麵將斜麵壓平（píng）。②外圓精車：油封（fēng）裝配使用時外圓和溝槽為緊配合關係，油封外圓公差為S6，粗造度為
。因此，單邊加工餘量僅僅隻有0.4～0.5mm。用尼龍車一底座，底座外圓和工序①加工的內圓為（wéi）動配合（hé）關係，但不能（néng）太鬆。尾部借用一個十字架，用頂尖頂緊（jǐn），加工時分兩刀切削，以（yǐ）保證加工精度和表麵光潔度（dù），見圖4。加工後產品外徑（jìng）為（wéi）330.22mm，在公（gōng）差要求的範圍內。③唇（chún）口（kǒu）車削（xuē）加工：用尼龍車一底座，以外圓和底麵（miàn）定位，小拖板轉45度定位。切削時進刀要慢，切完後用沙條拋光切削處。見圖5。④裝彈簧：裝上彈簧後油封（fēng）唇口內徑287.25mm，過盈（yíng）量為2.75mm。⑤防鏽處理及包裝：油封的骨架（jià）殼體（tǐ）全塗防（fáng）鏽油，以避免運輸儲存時（shí）生鏽。防鏽油采用本所生產的幹性透明防透油，並采用透明（míng）塑料袋抽真空包裝，並附上合格證。
圖4 油封外（wài）圓精車原理
圖5 油封切唇原理
4 結論
(1)本文對組合（hé）式油封及其組成元件的結構和加工工藝（yì）作了有益探討，采用非硫化粘合的方式製造油封。
(2)本文是一（yī）個國產化項目的歸納總結，該項目通過了本（běn）所組織的專家鑒（jiàn）定。
(3)為攀鋼研製並（bìng）提供了（le）兩批雙骨架（jià）組合油封，經過一年多（duō）的裝機運（yùn）行，我（wǒ）所試製（zhì）的雙骨架油封，密封效（xiào）果較好，使用壽命也達到了要求，能滿足現場的使用，可以替代進口件。
(4)本項目存在工藝（yì）複雜、產品（pǐn）質量（liàng）控製難度較大，廢品率較高和成本高等不（bú）足，有待於改進和提高。
參考文獻
［1］《橡膠（jiāo）工業手（shǒu）冊》(冊)，謝遂誌，化學工業出版社。
［2］《機械（xiè）設計（jì）手冊》(第二（èr）冊)，張繼銑，機械工業出版社。
來源：《潤滑與密封》 1999年第06期
