油（yóu）封的（de）作用一般就是將傳動部件中需要潤滑的部（bù）件與外部環境隔離，不至於讓潤滑（huá）油滲漏。骨架（jià）油封是油封的典型代表，一般說的油封即指的是骨架油封。此外還有磁力（lì）油封、迷宮油封（fēng）、軸承隔離器等。

一、骨架油封

1.1骨架油封分類及結構（gòu）

骨架油封是油封的典型代表，一般說的油（yóu）封即指的是骨架油封。骨架就（jiù）如同混凝土構件裏麵的（de）鋼筋，起到加強（qiáng）的作用，並使油封能保持形狀及張力。按結構形式可分單唇骨架油封和雙唇骨架油封。雙唇骨架油封的（de）副（fù）唇起防塵作用，防止外界的灰塵，雜質等進入（rù）機器內部。按骨架型式可分為內包骨架油封（fēng），外露骨架油封和裝配式油封。

骨架油封結構（gòu）有三部分組成：油封體、加強骨（gǔ）架和自緊螺旋（xuán）彈簧。密封體（tǐ）按照不同部位又分為底（dǐ）部、腰部、刃口和密封唇等（děng）。通（tōng）常，在自由狀態下的骨架油封，其內徑比軸徑（jìng）小（xiǎo），即具有一定的“過盈量”。 

圖1 骨架油封

因此，當（dāng）油封裝入油封座和軸上之後，油封刃口的壓力和自緊螺旋彈簧的收縮力對軸產生一定的徑向緊力，經過一（yī）段時間運行（háng）後，該（gāi）壓力會迅速減小（xiǎo）乃（nǎi）至消失，因而（ér），加上彈（dàn）簧可以隨（suí）時補償油（yóu）封自（zì）緊力。

1.2骨架油封密封原理

密封原理：由於在（zài）油封與軸之間存在著油封（fēng）刃口控製的油膜，此油膜（mó）具有流（liú）體潤滑特性。在液體表麵張力的（de）作用下，油膜的剛度恰好使（shǐ）油膜與空氣接觸端形成（chéng）一個新（xīn）月麵，防止了工作介質的泄漏，從而實現旋（xuán）轉軸的密封。油封的密（mì）封能力，取決於密封麵油膜的厚度，厚度過大，油封泄漏；厚度過小，可能發生幹摩擦，引起油封和軸磨（mó）損；密封唇與軸之間沒有油膜，則易引起發熱、磨損。

因此，在安裝時，必須在密封圈上塗些油，同時保證骨架油（yóu）封與軸心線（xiàn）垂直（zhí），若不垂直，油封的密封唇會把潤（rùn）滑油從軸上排幹，也會導致密封唇的過度磨損。在運轉中，殼體內的潤（rùn）滑劑微微滲出一點，以達（dá）到在密封麵處形（xíng）成油膜的狀態理想。

1.3骨架（jià）油封密封作用

骨（gǔ）架（jià）油封的作用一般就是將傳動部件中需要潤滑的（de）部件與出力部件隔離，不至於讓潤滑油滲漏，通常用於旋轉軸，是一種旋轉軸唇密封。骨架就如同混凝土構（gòu）件裏麵的鋼筋，起到（dào）加強的作用，並（bìng）使油封能（néng）保持形狀及張力。骨架油封是采用優（yōu）質丁腈橡膠（jiāo）和鋼板製作而成，質量穩定，使用壽命長。廣泛用於曲軸箱，變速箱、軸承箱等部位。

合理（lǐ）使用油封，應注意（yì）以下（xià）幾點：

(1)軸的轉速由於設計和結構上的原因，高轉速的軸（zhóu）應使（shǐ）用高（gāo）速油封，低轉（zhuǎn）速的軸使用低速油封，不能將低速油（yóu）封用於高速軸上，反之也不行。

(2)環境溫度在使用（yòng）溫度較高的情況下，應選用聚丙烯酯或矽、氟、矽氟橡膠。並應設法降（jiàng）低油箱中的油溫。在使用溫度過低的情況下（xià），應選用耐寒橡膠。

(3)壓力一般的油封承（chéng）受壓力能（néng）力差，壓力過大時油封會變形。在壓力過大的使用條件下應采（cǎi）用耐（nài）壓支承圈或加強的耐壓油（yóu）封。

(4)安（ān）裝上的偏心程度油封（fēng）和（hé）軸配合時偏（piān）心過大，則其密封性（xìng）會變差，特別（bié）是在軸轉速高時（shí）尤為嚴重。如果偏心過大時，可采用“W”形斷麵的（de）油封。

(5)軸的表麵光潔度，直接影響（xiǎng）油封的使用壽命，即軸的光潔（jié）度高，油（yóu）封（fēng）使用壽命就會長。

(6)注意在（zài）油封的唇口應有一（yī）定量的潤滑（huá）油。

(7)要特別注意防止塵（chén）土浸入油（yóu）封。

二、磁力油封

2.1磁力油封介紹

磁力油封（fēng）是由靜環和動環兩部分組合（hé）合成，運用（yòng）磁力技術，采用機封理念，全（quán）浮動密封麵結構。 

圖2 磁力油封

油封是用來封油的機械元件（jiàn），它將傳動（dòng）部件中（zhōng）需要潤滑的部件與出力部件隔離，不至於讓潤滑油滲漏。靜密封和動密封用密封件叫密封件。

磁力油封（fēng）是經過多年（nián）的研究與實驗而設計出來的一款產品，創造性的使用了（le）模塊化磁力補償係統與新材料密封技術，簡便的安裝即可解決工業史上一直難以根除的問題。既響應了產品轉型升級要（yào）綠色環（huán）保的國（guó）家政策，又符合工廠企業的6S管理要求。

傳統唇封產品在應用中必然（rán）與軸麵發生摩擦，在應用中極易失效。無法有效地阻止軸（zhóu）承腔不受汙（wū）染，工作壽（shòu）命一般（bān）很短且難以控製。當唇封泄漏時，潤滑油的（de）流失將給軸承及（jí）設備帶來災難性的後果。周免的嚴重磨損所引起的（de）設備損傷，必然會增加修複（fù）成（chéng）本。

磁力油封在設計中運用磁力技術，采用機封理（lǐ）念，全浮動密封麵結構。整體結構簡單，安裝方（fāng）便，動力消耗少。動靜環消耗少。動靜（jìng）環結合麵始終保持緊密接觸，即使在較大的軸跳動下，亦（yì）可實現有效密封。磁力密封替代骨架油（yóu）封，是轉軸密封技術發展的（de）必然方向。

2.2磁力油封功能配置

磁力油封由靜環和動環兩部分組合（hé）而成：

靜環，是用遇熱穩定且耐磨的“316不鏽鋼”製成（chéng），通過O型圈固定於腔內，動密封麵光滑耐磨。

動（dòng）環，內含磁性元件，動密封（fēng）麵是散熱性與耐磨性極佳的含碳（tàn）複合材料製成，並且采用浮（fú）動式設計（jì）。可長（zhǎng）期在靜環的吸引下（xià）保持貼合，為達到與靜環長期吸合在一起，磁力油封的磁性元件采用在高溫環境下都不會消磁的永磁（cí）材料。而且為了滿足（zú）浮動（dòng）式設計的要求，動環采用O型（xíng）圈（quān）固（gù）定在軸上。

磁力油封在結構設計時考慮（lǜ）到（dào）長（zhǎng）壽命使用，故采用特殊材料，使其在惡劣環境下及反複（fù）變化時可保持耐用。磁力油封可在（zài）幹態下或（huò）存在潤滑（huá）的（de）工況下工作，亦適用於水侵蝕的情況下。可用在（zài）立式、臥式、低速、高速、幹摩擦或潤滑狀態下的減速（sù）機、齒（chǐ）輪箱、風機、泵和電（diàn）機等轉動設備。

2.3磁力油封特點

（1）磁力補償密封設計，適用於潤滑或幹摩擦工況，真正（zhèng）做到零泄（xiè）漏。

（2）磁力油封對軸的表麵硬度沒（méi）有要求，並且不（bú）會磨損軸。

（3）磁力油封的線速度可達50 m/s。

（4）磁力油封的壽命比傳（chuán）統油封的壽命長，可達28000h。

三、迷宮油封

迷宮密封屬於非接觸式動密封。是通過在旋轉件（jiàn）、固定件之（zhī）間形成多個密封槽，產生阻（zǔ）力，阻止液體（氣（qì）體）的泄漏（如圖3所示）。

由於（yú）迷宮密（mì）封為非接觸式，旋轉件與固定件間有一定的間隙，因此不存在磨損破壞情況（kuàng）。但是迷宮密封對旋轉件與固定（dìng）件的同軸度要求很高，如果（guǒ）兩個件不同心，很容易產生摩擦，使零件燒損。而且，迷宮密封件的加工難度相對要高一些。

迷（mí）宮密（mì）封一般應用在無壓稀油潤滑的臥式渣漿泵上。圖4為某泵（bèng）廠的迷宮密封結構圖。這種設（shè）計將圖3中的三種迷宮密封結構融和了起來，既保證了密封效果，又使加工和裝配更加方便快捷；同時還對軸承起到了（le）保護作用，防止外部的灰塵和水進到軸承及箱體內。實（shí）踐證明，這種迷宮密封設計使用效果相當好（hǎo）。但是，這種設計有一個要求就是：潤滑油的油位不能高於密封槽的位置，否則（zé）潤滑油會自動泄漏。這又限製了這種迷宮密封的應用範圍。如果油位（wèi）較高或是其他的潤滑方式也使用迷宮密封，那就需要配一個停車密封。而這個停車密封又是類似油封的（de）橡膠密封，一旦損壞，整個（gè）密封結構（gòu）乃至整台設備就需要停車檢修。

四、軸承隔離器

軸承隔離器是在複合迷（mí）宮密封的基礎（chǔ）上發展起來的一種非接觸、無磨損的永久（jiǔ）性軸承保護裝置。一般分為迷宮式軸承隔離器和磁力式軸承隔（gé）離器。迷宮式軸承隔離包（bāo）含一（yī）個動環和一個（gè）靜環，動靜環結（jié）合成一體，因此，在運行中兩者不會分離。一般來講，動環隨軸轉動，靜環安裝部分被壓裝進軸承箱端蓋。動靜環協同（tóng）作用，阻止外界汙染（rǎn）物進入軸承箱，並防止潤滑介質泄（xiè）漏。高品質的軸承（chéng）隔離器由金屬（shǔ）材料精加工而成，通常為黃銅，並且（qiě）配有（yǒu）阻擋外界水蒸氣自（zì）由進出的（de）蒸汽阻擋環，防止設備停（tíng）機時由於（yú）軸承箱內部空氣冷卻，外（wài）界水蒸氣（qì）被倒吸入軸承（chéng）箱，從而降低潤滑劑潤滑性能。軸承隔離器的密封性能不會隨著時間的推移而降低，這使得它可以為旋轉設備提（tí）供持久的軸承保護。 

圖（tú）5 軸承隔離器

軸承隔離器的優點

在（zài）軸承隔離器發明以前，轉動設備的軸承的保護屏（píng）障主要（yào）采用骨（gǔ）架油封或迷（mí）宮密封等唇形密封（fēng）或端麵密封。以橡（xiàng）膠的骨（gǔ）架油封為例，其（qí）的（de）使用壽命僅為（wéi） 3000 小時，卻被用來保護設計壽命長達 50000 小（xiǎo）時（約 6 年）的滾動軸承。隨著（zhe）骨架油封密封性能弱（ruò）化，它開始劃傷軸的表麵，或者密封唇口發生老化，使密封性能快速喪失。而且因為骨架油封（fēng）磨損導致的軸（zhóu）損壞，成本高昂（áng），此外，由於（yú）潤（rùn）滑劑的泄漏和汙染物的侵入，影響（xiǎng）軸承的使用壽命，甚（shèn）至造成停機事（shì）故。所有的接觸密封（fēng），由於其本身的特點，都會產（chǎn）生磨損和能量損失（shī）。以軸徑 3 英寸（約 76mm) 的橡膠骨架油封進行工作壽命及能耗測試，轉速設定在 2550 轉/分鍾，結果顯示，普通的骨架油（yóu）封在 1500 小時內失效率超過90%。即使是進口品牌的骨架油封，其實際工作壽（shòu）命也不會超過 3000 小時，而且密封（fēng）唇劃傷軸後，會導致密封效（xiào）果越來越不理想。而目前很多關鍵（jiàn）設備，其製造標準（zhǔn）（比（bǐ）如API610 化（huà）工泵，IEEE-841 電機）要求其密封必須（xū）可（kě）以（yǐ）連續運行 5 年，且免維護。因此骨架油封並不適合需要連續運轉的工業設備，例如，加（jiā）工（gōng）行業（yè）的（de）泵、電機、齒輪箱（xiāng）、汽?機等。經測試，每個（gè）骨架油封平均消耗的功率為 150W。

一般油封的功率消耗和以下幾（jǐ）個因（yīn）素有關：（1）軸徑，轉速，軸表麵光潔度；（2）潤滑油黏度；（3）溫度；（4）密封唇材質。一個企業如果安（ān）裝大量的旋轉設備，且常年（nián）連續運行，其每年的（de）功率消耗及維護費用會非常客觀，不利於企業（yè）的節能降耗及生?效益的提高。軸承隔離（lí）器作為一種非接觸、無摩擦的密封裝置，其不劃軸、不消（xiāo）耗功率、免維護、零泄漏（lòu）的特性，能更好滿足現在工況企業設備（bèi）密封的需（xū）要。其主要優點：（1）非接觸、無（wú）磨（mó）損的（de）持久軸承保護；（2）蒸汽阻斷環可阻擋由於（yú）軸承箱加熱或冷卻時造成的蒸汽侵入；（3）提供（gòng）分體式設計，便（biàn）於安裝；（4）免維護；（5）零能耗；（6）標準耐受溫度範圍為 -37 ～ 204ºC；（7）采用銅（tóng）、不鏽鋼、鋁或其他材料製成，以（yǐ）適應極端條件。

迷宮（gōng）式軸承隔離器作為橡膠密封和迷（mí）宮密封的改進方案，是一種具有獨特設計結構的複合迷宮（gōng）密封，一般由耐腐蝕且散熱（rè）的錫青銅加工（gōng）而成，並配有氟橡膠材（cái）料靜密封，真正實現旋（xuán）轉設備零泄漏，且無須維護。使用壽命（mìng）可以達到幾十年，可以阻擋外界（jiè）灰塵、蒸汽、水霧等侵入，防護級別達到 IP66。對比傳統的（de）橡膠密封或迷宮密封，軸承隔離器極大地提高了設備運行穩定性。針對運行工況更惡劣的設備，可（kě）升（shēng）級選用磁力（lì）式軸承隔離器，通過磁力補償係統使端麵貼合非常緊密， 做到零泄漏同時可有（yǒu）效阻擋外部（bù）物質入侵，是真正的軸承保護器。相比來說，兩種軸承（chéng）隔離器（qì）的價格均高於傳統的骨架油封（fēng），但是長期（qī）來看，產生的效益是遠遠超出（chū）軸承隔離器成本的，大大減少了維修頻次，提升了現場管理（lǐ）水平，徹底消除了現場設備的跑冒滴漏。三種軸端密封形式特點見表1。

[1]吳勝華,何彥書.迷宮密封與油封密封在渣（zhā）漿泵上的（de）應用比較[J].通用機械,2010(08):78-79.

[2]郭宗岩（yán）,蘇建軍,鍾磊,韓國濤,李鵬,趙強,韓玉生（shēng）.軸承隔離器在動設（shè）備軸端密封中的應用[J].中國設備工程,2022(S2):214-215.

（來源：加氫設備工程師）