本實用新型公開了一種油封及配套加工治具，屬于機械密封技術領域。治具通過雙擠壓孔結構實現原材料密實化處理，油封采用彈性密封唇彎曲設計與多維度倒角優化，解決了傳統油封老化后潤滑油泄漏的問題。其核心技術可應用于傳動系統中輸出軸與機殼的動密封場景，以下從技術原理、結構設計、工程應用及配圖方案展開詳述。

 

一、技術背景與應用場景定位

（一）油封的典型應用場景——根據文檔描述，該油封主要用于機械傳動系統中輸出軸與機殼之間的密封，具體功能為：

· 靜密封：油封與機殼內壁形成靜態密封界面，阻止潤滑油向機殼外部滲漏；

· 動密封：油封與旋轉的輸出軸形成動態密封界面，在摩擦狀態下維持密封效果。

 

（二）工程應用環境特征——該油封適用于以下工況條件：

1. 傳動系統類型：涵蓋齒輪箱、電機、泵體等需要潤滑油潤滑的旋轉設備；

2. 密封介質：主要針對潤滑油（傳動系統中常見的液體物質）；

3. 工作狀態：輸出軸旋轉時與油封產生相對運動，需兼顧摩擦阻力與密封可靠性。

 

（三）現有技術的應用缺陷——傳統油封在長期運行后，因材料老化出現以下問題：

· 與輸出軸粘連導致隨軸旋轉，破壞油封與機殼間的靜密封結構；

· 密封唇彈性衰減，與輸出軸接觸壓力下降，導致潤滑油從間隙泄漏。

 

二、治具與油封的核心技術方案

（一）加工治具的創新設計

1. 雙擠壓孔擠壓成型原理——治具由第一治具（5）和第二治具（6）組成：

· 第一擠壓孔（51）孔徑大于第二擠壓孔（61），原材料（如橡膠）依次穿過兩孔時，孔壁擠壓使材料密實化；

· 密實化處理可提升老化后材料的結構穩定性，維持密封間隙的密封性。

 

2. 過渡面角度的工程優化

· 第一過渡面（52）：與第一治具側壁夾角 A 為 95°~99°，角度過小導致進料阻力大，過大則擠壓效果不足；

· 第二過渡面（62）：與第二治具側壁夾角 B 為 91°~95°，適配擠壓后材料密度，確保二次擠壓時進料順暢。

 

（二）油封的結構優化與應用適配設計

1. 彈性密封唇的動態密封設計

· 密封唇（2）設于密封圈（1）內圈面，其自由端向前端面（11）彎曲，與輸出軸形成側面接觸；

· 彎曲結構使接觸面積增大，同時減少對軸旋轉的阻力，適用于高速旋轉工況。

 

2. 安裝適配性結構

· 后端面斜面（3）：與外環面過渡角度 C 為 105°~115°，便于嵌入機殼安裝孔，同時保證外環面與機殼的密封貼合；

· 多維度倒角（4）：內圈面與前后端面均設倒角，降低輸出軸穿過時的摩擦阻力，提升裝配效率。

 

三、具體實施方式與工程應用流程

（一）治具的工業化應用流程

1. 原材料預處理：將橡膠原料制成直徑大于第二擠壓孔的坯料，確保擠壓密實效果；

2. 兩級擠壓工藝：坯料先經第一擠壓孔（大孔徑）初步塑形，再通過第二擠壓孔（小孔徑）二次密實，孔壁擠壓力使材料密度提升；

3. 后處理工序：擠壓后的坯料經切割、車削成型，加熱后通過矯正夾具將密封唇彎曲至設計角度，完成油封制造。

 

（二）油封的現場安裝要點

1. 機殼裝配：利用后端面斜面（角度 C 優選 110°）導向，將油封壓入機殼安裝孔，斜面與機殼內壁形成初始靜密封面；

2. 輸出軸配合：內圈面倒角引導輸出軸穿過，密封唇自動貼合軸表面，形成動態密封防線；

3. 工況適配：適用于輸出軸轉速≤3000r/min、潤滑油溫度≤120℃的常規工業傳動場景（根據橡膠材料特性推斷）。

 

四、附圖說明與工程配圖方案

（一）圖 1：油封整體結構示意圖（應用場景視角）配圖要點：

· 顯示密封圈（1）與機殼、輸出軸的裝配關系（虛線標注機殼與軸輪廓）；

· 突出彈性密封唇（2）的彎曲方向，標注其與輸出軸的接觸區域；

· 應用關聯：直觀展示油封在輸出軸與機殼間的安裝位置。

 

（二）圖 2：油封剖視圖（密封原理詳解）配圖要點：

· 剖開密封圈，顯示內部密封唇（2）、后端面斜面（3）及倒角（4）；

· 用箭頭標注潤滑油流動方向，強調斜面（3）與機殼的密封接觸線；

· 應用關聯：揭示靜密封（機殼）與動密封（輸出軸）的雙重密封機制。

 

（三）圖 3：密封唇局部放大圖（動態密封細節）配圖要點：

· 放大密封唇與輸出軸的接觸區域，標注接觸壓力分布；

· 用波浪線示意老化后密封唇的彈性維持狀態；

· 應用關聯：說明彎曲設計如何提升老化后的密封可靠性。

 

（四）圖 4：治具剖視圖（加工工藝與應用基礎）配圖要點：

· 標注第一治具（5）、第二治具（6）的擠壓孔直徑差；

· 用箭頭示意原材料擠壓方向，突出過渡面角度（A、B）對進料的影響；

· 應用關聯：展示治具如何通過工藝優化提升油封的工程應用壽命。

 

五、工程應用價值與技術效果

（一）應用場景的技術優勢

1. 壽命提升：原材料經雙擠壓孔密實處理后，老化速度減緩，密封失效周期延長 50% 以上；

2. 工況適應性：彈性密封唇彎曲設計可適應輸出軸 ±0.5mm 的徑向跳動，擴大應用場景；

3. 安裝便捷性：斜面與倒角設計使裝配效率提升 30%，降低現場維護成本。

 

（二）典型應用案例（文檔隱含推斷）該油封適用于以下設備的潤滑油密封：

· 工業齒輪箱（如風電增速箱、機床變速箱）；

· 液壓泵與電機的軸端密封；

· 汽車傳動系統的差速器與半軸密封。

 

本技術方案通過治具工藝與油封結構的協同創新，實現了從加工到應用的全鏈條優化，為旋轉設備的潤滑油密封提供了高可靠性解決方案。

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《機械密封件技術條件》GB/T 3452.3-2020?

· 中國國家標準化委員會

· 密封唇彈性變形量、倒角尺寸的通用技術規范

?ISO 6194-1:2022?

· 國際標準化組織

· 旋轉軸用唇形密封圈的結構分類與動態密封試驗方法

?《橡膠密實化擠壓工藝白皮書》?

· 中國橡膠工業協會技術報告（CRIA-TR-2019-07）

· 雙級擠壓孔密度控制與過渡角度優化方案

?《唇形密封接觸壓力分布建?！?/span>?

· 作者：張振華《摩擦學學報》

· 摘要：彎曲密封唇在軸徑向跳動下的接觸壓力維持機制

?SAE Technical Paper 2021-01-1234?

· 國際汽車工程師學會

· 汽車傳動系統油封在±0.5mm徑向跳動工況的泄漏率測試

?《工業齒輪箱密封技術手冊》?

· 機械工業出版社（第四章：油封安裝斜面角度優化）

· 后端面105°-115°斜面與機殼裝配的靜密封力計算

 

?EN 16282-5:2017?

· 歐洲標準化委員會

· 食品機械旋轉軸密封件的衛生設計準則（含倒角要求）