浮动油封诞生于上世纪五十年代后期，最初用来取代推土机底盘上的橡胶油封。原用的橡胶油封因为泥沙的浸泡、磨损和腐蚀，损坏的非常快。而浮动油封是针对这样恶劣的工作环境而设计的一种结构紧凑的机械密封装置，能够在防止润滑油外泄的同时阻止外部泥水、沙土等污染物侵入设备内部。其结构简单，结构一般由一对耐磨的金属环、浮封环和一对橡胶圈组成，装配在专用密封腔体、浮封座内使用。它耐污、耐磨、耐振动、窜动、摆动和冲击，工作可靠，使用寿命长，维护方便，现在已广泛使用在各种工程机械及矿山机械上。下面津海工矿机械来为大家介绍浮动油封常见种类、安装要点、使用及注意事项、磨损测定、失效原因分析。一起来看看吧！

浮动油封常见种类

一、浮动油封按照浮封环的截面的形状不同分类。

（1）阶梯型

此类的浮动环的工作面为一大直径的球面，轴向截面呈现阶梯形状，工作面呈凹心工作球面与密封亮带之间保持有1到2度的夹角，成对使用时两个球面呈现蝶形，有亮带密封。阶梯型省料省工，工作面润滑性能与散热较好，缺点是工作面总宽度较窄，使用手寿面受限。

（2）喇叭口

这种浮动型油封的工作面也是呈现凹心的大直径球面，而截面呈现喇叭口状，密封由其亮带完成。喇叭口型浮动环的优点类似于阶梯型，缺点是工作面宽度较窄，但是略微宽于阶梯型，使用寿命也略好于阶梯型

（3）宽球面型

此类浮动油封的工作面一直延生到内孔根部，使工作面总宽度大大的增加，从而相对的提高了使用寿命，较受欢迎。但比较费时费工，成本也比较高。

（4）宽面沟槽型

这种类型的浮动型油封的工作面与宽球面型相同，但在密封亮带内侧，开有一个与两袋同心的半圆油的沟槽，起到储油、润滑、散热的作用。此类的油封缺点是较为费工时，成本也较高，由于沟槽，减少了工作面的总宽度，寿命不及宽球面型。

二、浮动油封按工作面亮带的宽窄分类

（1）窄亮带型

此类的浮动油封的工作面亮带宽度仅为0.2~0.3mm，其优点是亮带研磨简单省时，但对于浮动环同心度的要求较高，在工作中同心度超差时就会漏油。

（2）宽亮带型

此类的浮动油封的工作面亮带宽度比较宽，其宽度可达到1.5~2.5mm，优点为对浮动环零件及时装配时的同心度要求不高，密封性能较好，但是研磨亮带事费时费力。

三、浮动油封按浮动环的材质与制造工艺分类

（1）精密铸造型

此类的密封环材质多为高铬钼合金铸铁，采用石蜡壳模精密铸造。毛坯硬度为（40-50）hrc，成品的表面硬度可达到（65-72）hrc，其工作面的粗糙度为R取值分为是0.2~0.4um之间，通常情况下R值取0.1um时，使用寿命可以达到4000~6000个小时，这种材质的制造工艺较多，很多厂家都采用此种方式。

(2)机械压铸型

此类浮封环材质为合金铸铁，压铸成型，成品金相组织较细密.但成本略高，工作表面租糙度R值为0.2-0.4um.亮带R值为0.09~0.15um.使用寿命约4000~6000h。

（3）粉末冶金热缎型

这种密封环多为粉末冶金经过高温热锻而成，工作表面粗糙度R值一般取0.4um，成品表面硬度（40~62）hrc，使用的寿命约为2000~4000个小时。

（4）热喷涂型。

密封环的的基体为普通的铸铁，在工作面上热喷涂0.05~0.20mm后的高铬钼粉末，研磨加工而成。表面硬度达到（55~65）hrc，使用的寿命可达到4000~6000个小时，此类工艺节省稀有金属，但要收设备的制约，生产率较低，成本较高。

 


浮动油封的安装要点

1、浮动油封是否安装正确对其能否良好使用有很大影响。以 A 型浮动油封为例，首先要做好准备工作。清洁设备及浮封座，确保没有毛刺、杂质、油污等。旧设备可以先用刮刀铲除浮封座腔室表面的污垢和锈迹，再用非油基清洗剂清洗，最后用丝布或者麂皮擦干净。并检查浮动油封是否完好清洁，密封面有无损伤划痕等，必要时需要研磨修复。浮封环要小心拿放以防损坏或变形。复合安装腔室尺寸及装配尺寸。分别把 O 型圈套在浮封环背锥面底部，适当拉伸调整，避免扭曲或拉伸不均。

 

2、安装时为保证安装准确到位，要求水平向下安装，避免倾斜、垂直或向上倒装。如图，建议使用安装工具，将安装工具套在浮封环外圆处，将 O 型圈水平对准浮封座腔室的入口，平稳地对安装工具逐步施压。安装工具将 O 型圈保持浮封环背锥面底部，使其外径保持最小状态。这样 O 型圈可以比较容易滑入浮封座腔室。并避免了密封面和 O 型圈被戳伤划伤。缺少安装工具时，也可使用较细较硬的 O 圈代替安装工具。

3、检查 O 型圈位置，确保水平，且没有扭曲、或拱起。如果有，需要调整恢复。检查浮封环密封面与浮封座安装基准平面的平行度，一般要求偏斜不得超过浮封环环外径尺寸的1/2000。在密封面上均匀涂抹一层清洁的润滑油膜。设备对合时，要平稳轻缓，不要碰坏密封面。

4、设备装配完毕后，按要求加注润滑油，试运转 2 小时左右，检测油温及密封部位有无泄漏和异常声音等现象。

5、安装 B 型浮动油封的过程大部分与 A 型相同，但 B 型一般不需要安装工具，直接将浮封环连同套好的胶圈水平压入浮封座底部即可。但一定要注意胶圈的顶端与 L 形浮封环根部贴合，注意胶圈的底端与浮封座底部贴合。检查胶圈边缘至浮封座边缘距离是否一致，并同样检查浮封环密封面与浮封座安装基准平面的平行度是否超过浮封环环外径尺寸的1/2000。 

6、不正确的安装会使浮动油封整体卡死没有到位，压缩量增大；部分没有到位，密封面偏斜，贴合不好，橡胶圈扭曲，提供的回复力不均，区域性形成回弹死点。导致密封面载荷不均，摩擦力过大，咬合烧毁，或形成间隙，造成泄漏。

 浮动油封的使用及注意事项

浮动油封形式、材质的选用要视操作环境而定，可以参考表。

 
1、温度

浮动油封的使用温度范围与橡胶圈材质有关，可参考表，但同时也要考虑润滑油粘度、环境腐蚀情况、高线速度带来的磨擦热等的影响。

2、压力

浮动油封的最高操作压力要求小于 0.345MPa。较高的内外压差会增加浮封环密封面的接触比压。当需要连续运转的时候，操作压力不能超过 0.24MPa。

3、线速度

（1）能使浮动油封密封面良好贴合的接触比压与浮动油封的线速度有关，其关系可以用图表示。而影响这一关系的因素有很多，如：浮动环材质、浮封环直径、使用温度、润滑油粘度、橡胶圈压缩变形后产生的回复力等等。在低速、轻质润滑油、当内外压差较大、轴向间隙或摆动较大的条件下，通常增加密封面接触比压，以确保密封的可靠。高速条件下，润滑油会在离心力的作用下甩离密封面，使密封面缺少润滑，而且离心力会使浮封环密封面抬高卷起，增加背锥面的角度，使密封面接触比压增大。这两种原因都容易导致密封面烧坏。所以在高线速度或高环境温度的条件下，通常选择降低密封面接触比压。浮动油封的最大线速度一般轴承钢的浮封环要求不超过 1m/s，铸造的浮封环要求不超过 3 m/s，并且因浮封环材料而异。也有成功使用在 7.5 m/s 的实例。当需要连续运转的时候，线速度建议不超过
1.8m/s。当密封介质为润滑脂的时候，浮动油封的最大线速度不能超过 0.5m/s。

（2）A 型浮动油封大多数设计的安装间隙 A 要求为 3±0.5mm。这个安装间隙尺寸可以测定浮封环的位置和 O 型圈的压缩量，也就是轴向载荷。当线速度大于 4m/s 时，为了降低浮封环密封面接触比压，可以参考图增大安装间隙尺寸 A。这个图是基于 O 型圈标准设计硬度ShoreA60 设定的，O 型圈设计硬度大于 ShoreA60 时需要进一步测定。

 

4、润滑要求

（1）粘度范围 SAE 10WT 到 90WT 的润滑油都可以使用，需要根据环境温度来选择。一般高粘度的 SAE80 或 SAE 90 比较合适。使用极压齿轮油时要注意有些极压添加剂对硅橡胶的橡胶圈有害。如果使用含清洁剂的润滑油，去垢效果会很好。在一些低转速或摆动的应用中，也可以使用润滑脂，最好使用矿物基润滑脂。

（2）润滑油不仅为浮封环密封面提供润滑，而且还起到冷却浮封环的作用。所以润滑油至少要浸没浮动油封的 1/3，才能正常润滑冷却浮封环。一般建议浸没至浮动油封的 1/2~2/3 处，尤其是对材质耐磨能力一般的浮封环或表面缺少细微织构的浮封环。

（3）清洁的封闭系统能使浮动油封以最佳状态工作。浮动油封的安装腔体设计时至少要留有1/10 的空间作为浮动油封橡胶圈热膨胀的补偿空间。系统内必须确保不能有金属屑、污垢等杂质。为使浮动油封能够使用最长的时间，清洁程度可以这样测定，一平方米表面的杂质总量不能超过 500mg，杂质大小不能超过 1mm。

 
浮动油封的磨损测定

1、铸铁合金浮封环和碳素合金钢浮封环的磨损特性不同。铸铁合金浮封环可以自动补偿磨损。其密封面接触带宽度大约 0.5~1mm。当磨损发生时，接触带会轻微的向内径移动，如图，它会磨损出一个球面形状。

 

2、通过观测接触带的位置可以很容易估计出铸铁合金浮封环的剩余寿命。磨损时间和接触带位置成线性比例关系，可以估算。测量接触带内径到浮封环内径距离，如果大于浮封环内外径距离的一半，该浮封环一般可以继续使用。

3、锻造的碳素合金结构钢浮封环因其韧性大于铸铁合金浮封环，所以其表现出的磨损特性有所不同。锻造浮封环的轴向磨损大于径向磨损。

4、锻造浮封环耐磨层的厚度决定了其磨损寿命。理想的使用情况是能够把耐磨层全部磨完。磨损时间和耐磨层厚度成线性比例关系。可以通过测量浮封环顶部厚度与原测定的耐磨层厚度比较，来估计其剩余使用寿命。一般要求磨损厚度不超过原耐磨层厚度的一半。

 

浮动油封的失效原因分析

浮动油封大多数情况下可以正常的使用较长时间，但也会由于设计选用或安装的一些原因导致失效。

1、密封面载荷（接触比压）不均或过大于不正确的安装会导致该现象发生，引起泄漏和浮封环烧坏。

2、违反安装要求

安装时不按要求操作，导致浮封环损坏变形、橡胶圈割伤撕裂都会导致失效。密封面上有杂质、毛屑也会引起泄漏。所以必须仔细安照安装规范操作。

3、内压穿刺

浮动油封可以在设计范围内承受变化的内部压力。通常内部压力低于 1.0~1.7Bar，可以确保安全的密封。

4、不合适的浮封座设计

因为浮动油封必须与浮封座结合才能构成一个完整的密封系统，浮封座设计是否合理，直接影响了浮动油封能否良好的工作。浮封座设计最好参考浮动油封厂家或浮动油封相关标准提供的设计数据，并按要求加工。

5、不合适的润滑油使用

润滑油使用不正确会使浮动油封过早失效。选用不合适的润滑油会使橡胶圈腐蚀老化失去弹性，特别是在热的共同作用下会加剧这种现象。不充分的润滑冷却也会导致浮封环烧坏。

6、污染物包覆

在许多工作环境，浮动油封暴露在灰渣、泥浆中工作。这些污染物会聚集并板结在浮封座、浮封环和橡胶圈上。长时间会使橡胶圈挤出，污染物被反复挤压最终穿透密封进入。对于这些应用，建议设计增加迷宫或遮罩保护。

7、橡胶圈磨损

橡胶圈容易被砂石等杂质磨损，引起橡胶退化和撕裂，最好的办法就是选择耐磨的橡胶材质。 


上述为大家讲解的浮动油封常见种类、安装要点、使用及注意事项、磨损测定、失效原因分析。希望这些知识能够给大家带来帮助！当然，使用任何设备，使用寿命都是大家比较关注的问题，因为其寿命直接关系到工作效率，对于浮动油封来说，固然其质量很好，使用时间长了也难免会受到各种各样的磨损以及损伤，所以，除了合理的保养之外，正确的选材等都很重要。从浮动油封的原料入手，如果使用于高温等比较恶劣的环境中，而你选择了低温工况下才适用的材料，这样使用寿命必然不长，所以，合理根据使用情况进行选材非常重要。从浮动油封自身质量出发，检查下外观并再量一下尺度，通常情况下，质量过关并合格的浮动油封，其使用寿命更长。从浮动油封工作介质入手，如果介质挑选欠妥，必然会加大对浮动油封的腐蚀，加速对浮动油封的损坏，所以，合理选择工作介质至关重要。