油封測試方法簡介 塑膠中心資深專員 徐金滄.

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1 油封測試方法簡介 塑膠中心資深專員 徐金滄

2 大綱 尺寸量測與公差 耐久性測試 R＆D 測試分析

3 一、尺寸量測與公差

4 測試標準依據 ISO 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： mm 3.使用壓力：0-30 kpa（0-0.3kgf/cm2）

5 油封圈的型式

6 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

7 油封圈尺寸規格表

8 油封圈高度公差

9 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

10 軸的尺寸標示與公差 dm：導角後軸徑（mm） D1 ：軸徑（mm）

11 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

12 軸面的粗糙度與硬度

13 軸面的粗糙度與硬度

14 Housing的尺寸與公差

15 二、耐久性測試

16 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

17 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

18 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

19 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

20 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

21 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

22 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

23 三、 R & D 分析重點

24 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

25 R & D 分析重點 試驗示意圖

26 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

27 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℃。

28 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

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