聚四氟乙烯油封的选用以及注意事项

2015-05-14

柏水通 张磊 吴万利 曾鹏
(常柴股份有限公司)

  摘 要:分析柴油机曲轴前后油封漏油的原因,选用聚四氟乙烯油封,根据聚四氟乙烯油封的性能特点,对柴油机相关零件以及装配工艺进行全面改进。
  关键词:漏油、聚四氟乙烯、油封
  前言
  根据市场的反馈以及近两年详细的故障统计数据,曲轴前后油封漏油的故障数、故障比例不断攀高,严重影响了柴油机的使用以及产品的品质。
  故障件
  1、故障件上杂质、油污严重(见图1)。

图1
  2、清洗后,唇口磨损面上有明显的轴向划痕(见图2) 。

图2
  3、故障件的唇口磨损严重,有偏磨情况(见图3)。

图3
  4、其他方面:回油线除了磨损部分外,外形完整。油封外波纹无损伤,尺寸合格。
  故障原因分析
  1、轴表面粗糙度大,导致早期磨损;
  2、轴倒角毛刺、磕碰伤,导致油封切边、翻边;
  3、油封的工装、装配工艺不能完全符合装配要求;
  4、零部件的质量不达标,没有完全符合要求;
  5、油封材料,现用的材料不足以满足环境需求。
  油封所使用的主要橡胶的种类与特长

◎有耐性 ○除特定场合外有耐性 △除特定场合外无耐性 ×无耐性
  对比发现聚四氟乙烯油封具有高耐油、高耐腐蚀、耐高温、摩擦系数小、使用寿命长等特点,同时聚四氟乙烯油封经过不断发展,国内的产品日益成熟,目前得到了广泛的应用。
  聚四氟乙烯油封使用的注意事项
  根据工作环境及柴油机转速等因素,为了更好的提高油封性能,降低市场故障率,现准备将前、后油封的材料均更换为聚四氟乙烯(PTFE)。
  聚四氟乙烯油封特点鲜明,但由于PTFE油封与橡胶油封的结构存在一定的区别,它的唇口材料不具有与橡胶相同的高弹性,零件质量的不合格、安装过程中的不当等等,都会造成PTFE唇口产生翻转.划伤等,从而导致油封漏油。针对此类特殊性质,对柴油机零部件以及装配工艺进行全面的整改:
  1、零部件改进
  1.1轴的粗糙度过大,唇口材料易受到切削使油封早期磨损,另外由于粗糙峰过大,油膜厚度太厚也容易泄露;轴的粗糙度过小,在径向力作用下,容易将油膜从粗糙峰的凹部挤出,使油膜厚度变薄而形成干摩擦。综合考虑,现将曲轴皮带盘的表面粗糙度提高到Ra0.8。
  1.2轴倒角有毛刺、磕碰伤,并未经过打磨处理,现已要求将前端倒角改为4×20°,倒角面粗糙度要求Ra1.6,用砂纸进行抛光,去除毛刺和锐角。
  1.3对油封压入的型腔统一整改,修改倒角,对尖角进行打磨抛光,提高表面的光洁度,预留适当的安装位移,保证油封在型腔内有适当的间隙。
  2、装配工艺
  2.1PTFE油封装配前,需要做好预润滑,保证油封能正确安装到位,同时防止油封外径在装配过程中拉伤而造成外端漏油。
  2.2在装配过程当中避免直接接触油封唇口,造成密封唇口的污染,或搬动PTFE唇口造成不规则变形;采用合适的工装,防止PTFE主唇口翻卷,调整好设备的压装行程和压装速度以及角度位置进行压装,然后调整安装工具与油封安装腔体的同轴度和垂直度;油封压入腔体时Z好依靠压配工装对油封的压入深度进行限位;油封压装到位后应保压2~5s,防止油封回弹。
  2.3根据PTFE油封的密封机理,它是利用PTFE的“记忆功能”,形成了唇口对轴的予压力,但该油封在装配前,为了不使密封唇口翻边,必需使用一个大于或等于旋转轴直径的扩张器套,将密封唇口导入轴上.这时被涨大的密封唇口将随着时间推移或温度升高才能逐渐恢复。这种延迟恢复现象,使得密封唇口不能在很短时间内对旋转轴形成压紧力。故刚装好的发动机不能立即加油做磨合试验。
  3、其他方面
  3.1同时对油封的包装、储存堆放也需格外注意。
  结束语
  经过柴油机耐久试验、试点跟踪验证以及市场的故障统计数据,柴油机曲轴前后油封漏油现象得到了明显的改善,可以逐步推广聚四氟乙烯油封。