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混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)油封選型與試驗(yàn)驗(yàn)證

2019-06-29 00:09:36·  來(lái)源：驅(qū)動(dòng)視界  
　
1.導(dǎo)讀為保證電驅(qū)系統(tǒng)滿足防水防塵要求，需要在具備旋轉(zhuǎn)/軸向移動(dòng)的區(qū)域進(jìn)行密封設(shè)計(jì)。因此在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)時(shí)，需要針對(duì)使用情況進(jìn)行選型設(shè)計(jì)。密封可分為相對(duì)靜止結(jié)
1.導(dǎo)讀

為保證電驅(qū)系統(tǒng)滿足防水防塵要求，需要在具備旋轉(zhuǎn)/軸向移動(dòng)的區(qū)域進(jìn)行密封設(shè)計(jì)。因此在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)時(shí)，需要針對(duì)使用情況進(jìn)行選型設(shè)計(jì)。

密封可分為相對(duì)靜止結(jié)合面間的靜密封和相對(duì)運(yùn)動(dòng)結(jié)合面間的動(dòng)密封兩大類。

靜密封的密封部位是靜止的，如螺紋連接、壓力容器與蓋間的密封等。

動(dòng)密封的密封部位有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，可分為旋轉(zhuǎn)密封盒往復(fù)密封，還可以分為接觸式密封盒非接觸式密封及無(wú)軸封三類。

常用的油封種類有單唇油封、雙唇油封和特殊用途油封。其中單唇油封適合大多數(shù)的密封應(yīng)用，有大范圍的尺寸可供選擇；雙唇油封應(yīng)用于兩種介質(zhì)分離的情況及困難或不常見(jiàn)的密封問(wèn)題；特殊用途油封適用于高速、往復(fù)運(yùn)動(dòng)等。
 

 

2.概述

油封的密封效果和與密封元件相接觸的軸表面工況有密切的關(guān)系。表面粗糙的軸、帶螺紋或被磨損形成紋路的軸都很難實(shí)現(xiàn)有效的密封。安裝油封時(shí)，密封面需符合一定的要求。

除非有特殊指定要求，通常推薦軸的硬度在 Ｒockwell C 30～40 之間，見(jiàn)表 1。

軸硬度大于Ｒockwell C 45 時(shí)對(duì)密封的安裝和維護(hù)可有更好的保護(hù)。

3.設(shè)計(jì)考慮點(diǎn)

環(huán)境

主要影響點(diǎn)是在溫度下油封耐久性。油封在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生熱。決定采用何種材料是取決于最大極限溫度，所以需要特別關(guān)注運(yùn)行工況。

第一，唇口的溫度問(wèn)題，通常等于油液溫度加上30℃~50℃，基本等于唇口溫度。其次設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)特征應(yīng)能輔助降低唇口接觸區(qū)域的溫度。最后油封安裝位置應(yīng)設(shè)計(jì)較高的潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)，提高油封壽命。
 


軸孔不同心度

軸孔不同心度是指軸與孔中心線之間的距離。

軸孔不同心時(shí)，會(huì)對(duì)密封件造成載荷不均，導(dǎo)致局部位置過(guò)早損壞，從而極大影響密封件壽命。
 

動(dòng)態(tài)徑向跳動(dòng)

動(dòng)態(tài)徑向跳動(dòng)指軸外徑密封部位并未按照真正的圓心運(yùn)動(dòng)，通常以 TIＲ 表示。
 

軸的設(shè)計(jì)公差

為了獲得滿意的密封效果，軸、軸承座孔和油封本身的嚴(yán)格公差是必要的。
 

 

 

適宜的軸加工方法

  ●精磨削

無(wú)進(jìn)給精磨削如右面相片所示，加工痕跡是不連續(xù)的，且基本與軸線垂直。這種狀態(tài)對(duì)油封的唇接觸部位最適合。

另外，為了提高耐腐蝕性、耐磨損性，即使在進(jìn)行了鍍硬鉻的情況下，也務(wù)必在之后進(jìn)行無(wú)進(jìn)給精磨削。

  ●金剛砂紙打磨

〈砂紙不在軸方向移動(dòng)的打磨方法〉砂紙不在軸方向移動(dòng)進(jìn)行打磨與在軸方向移動(dòng)進(jìn)行打磨的情況不同，粗糙度的加工紋路與軸線成直角。

金剛砂紙打磨〈砂紙不在軸方向移動(dòng)的打磨方法〉對(duì)油封很適宜。但若在打磨時(shí)，對(duì)砂紙用力過(guò)大，則會(huì)在局部形成較深的粗糙度的溝，因此請(qǐng)勿用力過(guò)大。

孔的設(shè)計(jì)公差

為了獲得滿意的密封效果，軸、軸承座孔和油封本身的嚴(yán)格公差是必要的。




表面速度

安全的運(yùn)行速度依靠軸的粗糙度、不同心度和徑向跳動(dòng)、潤(rùn)滑油的類型和用量、壓力和密封的設(shè)計(jì)。

隨著軸速的增加，這些因素變得更為重要。表面速度極限跟隨油封類型而變化，需要考慮實(shí)際情況進(jìn)行選擇。
 

關(guān)于砂輪的修整

進(jìn)行無(wú)進(jìn)給精磨削時(shí)，請(qǐng)注意修整砂輪。由于修整砂輪時(shí)產(chǎn)生的螺紋牙，可能會(huì)使粗糙度的加工痕跡變斜。

滾子修整器：在軸對(duì)象的外周面嵌入多個(gè)金剛石并使之旋轉(zhuǎn)的修整方法。無(wú)火花磨削：不將砂輪轉(zhuǎn)速/加工軸轉(zhuǎn)速弄成整數(shù)比，停止砂輪切入，并磨削到火花不再出現(xiàn)為止。

為此建議采用滾子修整器進(jìn)行修整，如不得已要使用單點(diǎn)修整器時(shí)，請(qǐng)采用慢進(jìn)給，且必須無(wú)火花磨削。

4.試驗(yàn)驗(yàn)證

油品兼容性測(cè)試

為了保證材料在生命周期內(nèi)的穩(wěn)定性，需進(jìn)行油液與材料的匹配性測(cè)試


耐久性測(cè)試

為保證整個(gè)生命周期內(nèi)，油封可保持良好的動(dòng)態(tài)密封及靜態(tài)密封，故而需進(jìn)行耐久性測(cè)試。
 
此試驗(yàn)需設(shè)計(jì)溫度、轉(zhuǎn)速、時(shí)間等多個(gè)維度進(jìn)行驗(yàn)證。
 
污染物測(cè)試

為保證整個(gè)生命周期內(nèi)，外界污染物對(duì)唇口的磨損及風(fēng)險(xiǎn)，需進(jìn)行污染物測(cè)試(左側(cè))、為預(yù)防外界污染物對(duì)油封的損傷，需進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。
 



高低溫沖擊測(cè)試

為保證整個(gè)生命周期內(nèi)，驗(yàn)證外界環(huán)境對(duì)油封自身的影響，需進(jìn)行驗(yàn)證其可靠性。
 

扭矩測(cè)試

測(cè)試不同溫度下油封的旋轉(zhuǎn)力矩，為電驅(qū)系統(tǒng)提示數(shù)據(jù)。
 

偏心界測(cè)試

測(cè)試不同溫度下油封的偏心限值。以溫度、偏心限值進(jìn)行測(cè)試要素。

油封壓入壓出測(cè)試

測(cè)試最大壓入力、壓出力；驗(yàn)證極限工況下，油封有無(wú)脫出風(fēng)險(xiǎn)。

高溫測(cè)試

測(cè)試常規(guī)工況、極限工況下材料對(duì)溫度的忍耐性


5.結(jié)構(gòu)上優(yōu)化措施

生產(chǎn)上用的

售后服務(wù)中用的
6.總結(jié)

密封零件油封在設(shè)計(jì)、選型之后，最終需要進(jìn)行相應(yīng)的試驗(yàn)來(lái)確認(rèn)設(shè)計(jì)是否合理滿足實(shí)際需求。

在進(jìn)行試驗(yàn)之前，需要根據(jù)實(shí)際的使用情況進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)，包括試驗(yàn)環(huán)境設(shè)定、試驗(yàn)設(shè)備選取及最重要的試驗(yàn)工況和試驗(yàn)時(shí)間，包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)、發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)和混聯(lián)驅(qū)動(dòng)時(shí)的輸出扭矩、功率、轉(zhuǎn)速。同時(shí)，考慮零件設(shè)計(jì)輸入或?qū)嶋H需求合理的定義試驗(yàn)時(shí)間。

根據(jù)零件的特性和實(shí)際使用情況進(jìn)行了油封單體試驗(yàn)和電驅(qū)動(dòng)力系統(tǒng)高速試驗(yàn)，并最終通過(guò)上述試驗(yàn)。
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