油封測試方法簡介 塑膠中心資深專員 徐金滄
大綱 尺寸量測與公差 耐久性測試 R&D 測試分析
一、尺寸量測與公差
測試標準依據 ISO 6194- 密封元件為彈性體材料的旋轉軸唇型油封圈 PART 1 基本尺寸和公差 目的 1.確保不同廠牌油封圈的互換性 2.訂定油封圈的建議標準公差 3.訂定軸和腔體的尺寸規格 範圍 1.軸徑:6-480 mm 2.外徑:16-530 mm 3.使用壓力:0-30 kpa(0-0.3kgf/cm2)
油封圈的型式
油封圈的尺寸標示 ψD1:軸徑 (mm) ψD2:油封圈外徑(mm) b :油封圈高度(mm) a :空氣端 b :流體端
油封圈尺寸規格表
油封圈高度公差
油封圈外徑公差 真圓度(Roundness):為取3點或3點以上相同間距的最大直徑與最小直徑差
軸的尺寸標示與公差 dm:導角後軸徑(mm) D1 :軸徑(mm)
軸面的粗糙度與硬度 粗糙度: measured in the axial direction of between Ra 0,2 µm and Ra 0,5 µm, and between Rz 1,2 µm and Rz 3,0 µm. 硬度: 1.依客戶的需求 2.一般為HRC 30 3.若考量到軸會受 到損害時可增高 至HRC 45 Ra:中心線平均粗糙度 Rz:十點平均粗糙度
軸面的粗糙度與硬度
軸面的粗糙度與硬度
Housing的尺寸與公差
二、耐久性測試
1.常溫動態(功能)測試 1.加液斗 2.隔熱材 3.皮帶轉輪 4.加熱帶 5.冷確管 6.密封圈腔體 7.密封圈 8.試驗軸 9.試驗機頭支架 10.緊固環 11.間隔環 12.試驗液 b:密封圈寬度(mm) D1:軸徑(mm) D2:全徑(mm)含密封圈
1.常溫動態(功能)測試 測試條件 測試程序 模擬實際常用溫度、轉速,及最高使用溫度與轉速 取六密封圈進行10循環週期測試 每週期24小時 週期條件:14小時為常用溫度與轉速條件, 6小時為最高使用溫度與轉速,4小時冷卻至室溫
1.常溫動態(功能)測試 試驗後測量項目 判定標準 密封唇與副唇(如果有)直徑 接觸帶寬度 唇口是否有裂紋、撕裂、裂縫及缺陷 客戶特別規定 六個密封圈不能有可目視的洩漏
2.低溫動態(功能)測試 1.手柄 6.栓 11.定位孔 2.密封圈腔體 7.六角螺帽 3.試驗液體 8.墊片 4.試驗軸 9.試驗密封圈 5.墊片 6.栓 7.六角螺帽 8.墊片 9.試驗密封圈 10.底座 11.定位孔
2.低溫動態(功能)測試 測試條件 測試程序 -10℃或客戶指定-10℃以下之溫度 取二密封圈進行測試 將密封圈浸泡於指定溫度的液體中70小時 取出後裝於試驗機上 將試驗機放於指定溫度的冷卻箱16小時 於冷卻箱內以1Hz的速度用手旋轉轉軸10圈 ,每180度停一次。 從冷卻箱中取出試驗裝置,於室溫下靜置6小時 由試驗機上卸下密封圈
2.低溫動態(功能)測試 試驗中與後的測量項目 判定標準 試驗過程有無洩漏 唇口是否有裂紋、撕裂、裂縫及缺陷 洩漏量是否符合客戶的規格 唇口無目視可見的損傷
3.彈性體部位的材料試驗 密度-ISO 2781 硬度-ISO 48 壓縮永久變形-ISO 815-1(2) 浸漬試驗-ISO 1817
三、 R & D 分析重點
R & D 分析重點 摩擦系統的影響因素 油封-軸 流體 操作條件 材質 形狀尺寸 表面粗糙度 ------ 黏度 添加劑 --- 轉速 溫度 壓力 振動 ---- 兩種摩擦介質之摩擦力可用庫倫摩擦定律(Coulomb friction law)計算摩擦力 FR = μ FN FR:摩差力、 μ:摩擦係數、 FN:接觸力
R & D 分析重點 試驗示意圖
R & D 分析重點 1、軸的表面線速度: 在同一直徑條件下,不同材料製造的油封,適應軸面旋轉線速度的能力不同,其關係如下圖所示。油封使用的線速度範圍一般小於15m/s, 下圖給出的容許的軸的表面線速度是參考值
R & D 分析重點 2、溫度: (a)密封唇口部的溫度高於油液中的溫度,一般油封工作時其唇緣的溫度高於工作介質溫度20~50℃。 (b)隨著轉速增高,壓力增加密封唇口處的溫度也隨之上升。 (c)帶有防塵唇的油封,比無防塵唇的油封會出現高於20℃的過高溫度。 (d)當超過容許溫度時會縮短油封的工作壽命,造成密封唇過早永久性硬化,以及磨損加大。 (e)油封的工作溫度範圍與油封使用的材料有關: 丁晴橡膠(NBR)時為-40~120℃, 亞力克橡膠(ACM)-30~180℃, 氟橡膠(FPM)-25~300℃。
R & D 分析重點 3、壓力: 油封主要用於無壓或者在微壓的條件下使用,最大工作壓力0.02~0.05Mpa。當工作壓力超過這個值時應選用耐壓型油封。 4、軸表面粗糙度: 由於軸的速度與油量不同, 一般軸的粗糙度過大或過小,都會影響到油封的洩漏與磨損。 軸的表面粗糙度容許範圍為 Rz1.2~3.0μm ; Ra0.2~0.5μm。 對旋轉軸用油封,取2.5~1.6μmRz 5、軸硬度: 旋轉軸的表面硬度一般取≥35HRC。 當介質較髒,有來自外界的污染雜質,或軸表速度>12m/s 時,軸表面硬度應為55HRC以上
R & D 分析重點
R & D 分析重點
R & D 分析重點
R & D 分析重點