PTFE油封技術(shù)交流文件課件

1923年:鄧小平先生在哈金森勤工儉學(xué)奇瑞公司—十堰東森模壓式聚四氟乙烯油封項(xiàng)目交流會東森汽車密封件有限公司1.模壓式聚四氟乙烯油封的簡介1.1純聚四氟乙烯材料1.2密封材料PTFE的改性1.3PTFE油封的結(jié)構(gòu)1.4聚四氟乙烯唇形密封圈密封機(jī)理1.5模壓式PTFE油封的加工工藝1.6模壓式PTFE油封突出的優(yōu)點(diǎn)2.PTFE油封的裝配2.1安裝條件2.2油封的預(yù)潤滑2.3安裝方法2.4工人的熟練程度2.5PTFE油封在售后2.6PTFE油封不能做氣密性2.7PTF油封唇口的回復(fù)性1.模壓式聚四氟乙烯油封的簡介1.1:純聚四氟乙烯材料1.1.1術(shù)語聚四氟乙烯簡稱“PTFE”,又名特氟隆或塑料王.1.1.2PTFE材料的優(yōu)點(diǎn):我們采用PTFE制造油封,是因?yàn)镻TFE材料具有如下實(shí)出特點(diǎn):a.高的化學(xué)穩(wěn)定性:具有很好的化學(xué)惰性,強(qiáng)酸.強(qiáng)堿或強(qiáng)氧化劑以及有機(jī)容劑等對它均不起作用.b.耐溫性能好.能夠在-200∽+260℃內(nèi)正常工作c.良好的減摩性:

聚四氟乙烯材料相互間的摩擦系數(shù)為0.1-0.2,與金屬材料間的摩擦系數(shù)僅為0.2-0.3,其動,靜摩擦系數(shù)都比較低.D.良好的自潤性,幾乎所有粘性物質(zhì)均不能粘附到它的表面上.1.2密封材料PTFE的改性PTFE材料雖然具有優(yōu)點(diǎn),但作為密封材料,它還存在如下缺點(diǎn):(1)機(jī)械性能較差,機(jī)械強(qiáng)度僅為14-25Mpa,沒有回彈性,硬度較低,斷裂延伸率較大;(2)耐磨性差,磨耗較大;(3)而蠕變性差,易冷流;(4)成型和二次加工困難;(5)導(dǎo)熱性差,易造成熱膨脹.熱疲勞和熱變形等.--為了彌補(bǔ)它自身的缺陷,對PTFE必須進(jìn)行改性,特別是直接影響油封密封性能的彈性,柔韌性,則是研究填充聚四氟乙烯油封的關(guān)建問題.--改性的方法有:無機(jī)填充改性.金屬填充改性.有機(jī)填充改性等,目前,我國常用的改性方法為無機(jī)填充劑材料改性1.3PTFE油封的結(jié)構(gòu)l

目前,根據(jù)加工方法不同,填充式聚四氟乙烯油封主要結(jié)構(gòu)有三種.A.第一種為裝配式結(jié)構(gòu),如圖1,它是利用金屬內(nèi)、外骨架,通過滾壓工藝將聚四氟乙烯墊片裝配在一起。圖1B.第二種為直接粘結(jié)式,如圖2,它是將聚四氟乙烯動力唇口經(jīng)特殊化學(xué)處理后,直接粘在金屬上或橡膠包復(fù)的骨架上。圖2C.模壓式聚四氟乙烯油封結(jié)構(gòu)圖圖31.4聚四氟乙烯唇形密封圈密封機(jī)理l橡膠油封密封機(jī)理l

1.裝配好的聚四氟乙烯油封在運(yùn)轉(zhuǎn)幾轉(zhuǎn)后，借助于自身的彈形變形，使唇口部分很好地貼合在

軸徑上;記憶功能l

2.發(fā)動機(jī)工作過程中，進(jìn)入油封部與軸頸貼合部位的潤滑油膜隨著旋轉(zhuǎn)軸一起轉(zhuǎn)動，一旦油膜碰到油封螺旋槽，就將會受到螺旋斜面的作用而產(chǎn)生一個(gè)向機(jī)內(nèi)密封介質(zhì)的作用力。此力就會將欲外流的液體介質(zhì)壓回儲油端(也即是油封螺旋槽具有泵吸的功能)。當(dāng)

該作用力大于油封本身受到的來自儲油端的油壓時(shí)，就能實(shí)現(xiàn)密封。l

--主唇上的螺旋槽的功能是將力圖外泄的潤滑介質(zhì)“趕送”回密封腔內(nèi)。上述壓力可用下面公式進(jìn)行計(jì)算：式中:p—螺旋槽產(chǎn)生的軸向反作用力；C—旋轉(zhuǎn)軸與油封唇口之間的間隙；L—唇口與軸接觸寬度；V—旋轉(zhuǎn)軸表面線速度；μ—液體介質(zhì)的動力粘度；F(α，S)—螺旋槽結(jié)構(gòu)要素。由上式可知，當(dāng)發(fā)動機(jī)工況一定(μ，V，C基本不變)及一定的設(shè)計(jì)條件(即L不變)時(shí)，F(xiàn)(α，S

)是影響上述分壓力的重要原因。我們知道,螺紋槽深度太淺,寬度太窄,動力槽的排屑功能會減弱,當(dāng)被磨屑和油膩塞平后,就失去了動力功能,太大,油會從槽中滲漏所以,動力螺紋槽的深度大小,螺距.斷面形狀.加工方法等將直接影響油封的密封性.它也是我們研究PTFE密封技術(shù),提高其密封性能努力的主要方向1.5模壓式PTFE油封的加工工藝簡介1.5.1

油封總成的成型模壓式PTFE油封的加工藝與橡膠油封的成型工藝其本相同。螺紋線的加工是通過硫化模具來完成的.見成型工藝流程圖1.5.2PTFE墊片的活化處理由于聚四氟乙烯具有很好的化學(xué)穩(wěn)定性,屬非常難粘的材料.要使PTFE墊片與橡膠粘在一起，必需對其表面進(jìn)行特殊處理,我們稱“活化處理”.目前最常用的是:鈉-萘組合物化學(xué)處理法.它主要是通過腐蝕液與PTFE膜表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng),扯掉表面上部份氟原子.這時(shí)在表面上留下了碳化層和某些極性基團(tuán)(碳化層的深度以1薇米左右為宜)。--通過活化處理后,PTFE墊圈與橡膠的粘接強(qiáng)度可到3.0Mpa,完全能達(dá)到油封產(chǎn)品的粘合要求.1.5.3聚四氟乙烯墊圈的生產(chǎn)工藝流程1.6模壓式PTFE油封的優(yōu)點(diǎn):1.6.1關(guān)于裝配式和粘接式PTFE油封裝配式和粘接式PTFE油封與橡膠密封件相比有很多優(yōu)點(diǎn),如耐溫性好(-200～+260℃).耐磨.耐壓.耐腐蝕等,但它存在如下缺點(diǎn):1)唇口缺發(fā)高彈性,主唇口螺紋槽受成型工藝限制,

螺紋槽深度不易太深,且均為單面結(jié)構(gòu),這樣就造成動力槽的排屑功能減弱,容易被磨屑和油膩堵平,失去動力功能；2)由于聚四氟乙烯片的厚度選用較厚,唇口太硬,缺發(fā)與軸的跟隨性,3)螺紋槽無反向阻油功能,在靜態(tài),流體會從槽中滲漏.車削螺紋線與模壓螺紋線對照圖1.6.2模壓式PTFE油封突出的優(yōu)點(diǎn):(1).密封唇口使用溫度范圍寬.PTFE片可在-200℃-+260℃內(nèi)正常工作;(2).摩擦系數(shù)低(≤0.2μ),

是氟膠(FPM)的1/4,從而大大降低油封在使用用過程中的摩擦生熱,可消除橡膠唇口的積碳現(xiàn)象.(3).耐高速,允許旋轉(zhuǎn)軸的工作線速度在30m/s以上.(4).雙面螺紋槽結(jié)構(gòu)的采用,提高了唇口對軸的追隨性,增強(qiáng)了密封唇口的吸引功能,密封更加可靠;(5).阻油點(diǎn)設(shè)計(jì),可防止油封的靜態(tài)泄漏;(6).與制造普通橡膠油封一樣的模壓成型工藝,

使螺紋槽的斷面形狀及尺寸穩(wěn)定,質(zhì)量可靠附：PTFE油封與橡膠油封性能對比序號項(xiàng)目PTFE油封FPM油封惰性化學(xué)材料，

耐發(fā)動機(jī)油良好，但1耐油性沒有失效油品求較高低溫高溫摩擦系數(shù)-200℃-30℃2

耐溫性連續(xù)：150℃，最高：175℃260℃340.2μm

Max0.8μm

Min線速度≥30m/s≤28m/s一般:0.5mm,運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)允許最大0.75mm5耐偏心≤0.4mm2.PTFE油封的裝配由于PTFE油封與橡膠油封的結(jié)構(gòu)存在一定的區(qū)別，它的唇口材料不具有與橡膠相同的高彈性，在安裝過程中由于方法不當(dāng)，會造成PTFE唇口產(chǎn)生翻轉(zhuǎn).劃傷等，從而導(dǎo)致油封漏油。所以我們希望與首次使用PTFE油封的我們客戶進(jìn)行一些安裝方面的技術(shù)交流，將PTFE油封由于裝配問題而產(chǎn)生的漏油風(fēng)險(xiǎn)降到最低(包括在裝配廠及售后)。DFMEA油封安裝過程中可能產(chǎn)生漏油的原因有：A.安裝條件;B.油封的預(yù)潤滑;C.安裝工具及方法;D.工人的熟練程度等。2.1安裝條件2.1.1對油封座的要求1.倒角:1.5mmX10°-20°2.表面粗糙度：Ra=4-12.5μm3.孔的表面粗糙度：Ra=1.6-0.4μm4.底部高差：0.5Min油封在裝配過程中不至被毛刺或尖角劃傷圖42.1.2

對軸的要求2.尖角處圓弧過度1.倒角：≥1.0X10°-30°表面粗糙度:Ra=4-12.5μm3.軸的表面粗糙度：Ra=1.6-0.4μm

4.硬度：HRC30以上當(dāng)然,比Ra0.2μm更高的表面粗糙度是不需要的,這樣軸的表面太光滑,不能產(chǎn)生形成潤滑油膜的可沾性圖52.1.3對偏心的要求l

軸—座偏心是影響油封漏油的重要因素l

軸—座偏心示意圖l

對偏心量的要求:建議e≦0.15mm任何程度的軸的偏心度都影響密封性能并逐慚地增加由于磨損和彈性體的遞增的硬化所引起的疲勞破壞的機(jī)會.圖62.1.4對軸跳動的要求l

軸跳動量是影響油封漏油的重要因素l

軸跳動示意圖l

對軸跳動的要求:建議F≦0.15mm圖72.1.5油封的安裝速度及保壓時(shí)間l

安裝速度不能太快,否則會使油封外徑

變形。建議:安裝速度v＜1200mm／min油封安裝到位后，應(yīng)對油封保持一段時(shí)間的壓力，以減少或避免油封的回彈。建議：保壓時(shí)間t=2-5秒圖82.2油封的預(yù)潤滑預(yù)潤滑的目的：A.便于裝配,保證油封能正確安裝到位;B.防止油封外徑在裝配過程中拉傷而造成外端漏油。目前，預(yù)潤滑的方式有兩種：--在油封外徑上涂油--在油封座上涂油在油封外徑上涂油容易造成污染，所以，裝配廠一般都采用在油封座上涂油來達(dá)到預(yù)潤滑的目的。注意：不管采用那種方法，預(yù)潤滑必須均勻，否則會造成油封裝偏，導(dǎo)致油封唇口不規(guī)則磨損而產(chǎn)生漏油。2.3安裝方法2.3.1安裝前的準(zhǔn)備A.目視油封座的外觀--油封座口部導(dǎo)向角有無毛刺.--安裝倒角是否存在明顯偏心.--預(yù)潤滑是否均勻B.目視軸的外觀--軸表面有無劃傷現(xiàn)象;

是否清潔且.無雜質(zhì).無銹--軸端是否已倒角或倒圓,軸尖角是否有毛刺C.目視油封的外觀--油封是否清潔、完好無損2.3.2油封裝配過程的要求A.避免將帶有套的手直接接觸油封唇口，造成密封唇口的污染,或用手搬動PTFE唇口造成不規(guī)則變形。B.采用合適的工裝,防止PTFE主唇口翻卷。C.采用汽缸機(jī)或液壓機(jī)壓裝油封時(shí)，必須先調(diào)整好設(shè)備的壓裝行程和壓裝速度（壓裝速度控制在1200mm/min以內(nèi)），然后調(diào)整安裝工具與油封安裝腔體的同軸度和垂直度。D.油封壓入腔體時(shí)最好依靠壓配工裝對油封的壓入深度進(jìn)行限位。E.油封壓裝到位后應(yīng)保壓2～5s,防止油封回彈。2.3.3PTFE油封常用安裝方法A.

旋轉(zhuǎn)軸與座己裝好,然后安裝油封,

請按圖9.10所示方法進(jìn)行:

將PTFE油封先裝在定位套小端上,其另一端套在旋轉(zhuǎn)軸上定位,

向前推油封到軸上,

并將油封壓入座內(nèi),

然后取出定位套

。座

旋轉(zhuǎn)軸

油封

定位套圖9圖10B.軸已安裝好,PTFE油封壓入支架(油封座)內(nèi),拿著支架向曲軸上裝，相當(dāng)于軸從油封主唇口裝入,所以必須采用定位套導(dǎo)向,請按圖下所示方法進(jìn)行:即將裝好油封的座通過定位套推進(jìn)到軸上,然后取出定位套.軸

定位套

油封座圖11C.先將PTFE油封壓入座內(nèi),然后從油封背面(油封付唇口端)向主唇口端裝入旋轉(zhuǎn)軸,此時(shí)不需要定位套,可直接安裝,如圖2.座

油封

旋轉(zhuǎn)軸圖122.4工人的熟練程度工人的熟練度在油封件的安裝過程中起著極其重要的因素.因?yàn)楣ぷ鞯氖炀毝饶軒椭僮魅藛T發(fā)現(xiàn)安裝過程中的不正常情況.2.5PTFE油封在售后售后PTFE油封的更換比我們裝配線的條件要差得多,在服務(wù)站,如果我們沒有一個(gè)合理的特殊工具,將會使用PTFE油封更換后,唇口產(chǎn)生翻轉(zhuǎn).劃傷而導(dǎo)致漏油的的風(fēng)險(xiǎn)大大增加.這樣,用