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混合動力驅動系統(tǒng)油封選型與試驗驗證
2019-06-29 00:09:36· 來源：驅動視界
1.導讀為保證電驅系統(tǒng)滿足防水防塵要求，需要在具備旋轉/軸向移動的區(qū)域進行密封設計。因此在產品開發(fā)時，需要針對使用情況進行選型設計。密封可分為相對靜止結
1.導讀
為保證電驅系統(tǒng)滿足防水防塵要求，需要在具備旋轉/軸向移動的區(qū)域進行密封設計。因此在產品開發(fā)時，需要針對使用情況進行選型設計。
密封可分為相對靜止結合面間的靜密封和相對運動結合面間的動密封兩大類。
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。
動密封的密封部位有相對運動，可分為旋轉密封盒往復密封，還可以分為接觸式密封盒非接觸式密封及無軸封三類。
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)的密封應用，有大范圍的尺寸可供選擇；雙唇油封應用于兩種介質分離的情況及困難或不常見的密封問題；特殊用途油封適用于高速、往復運動等。
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系。表面粗糙的軸、帶螺紋或被磨損形成紋路的軸都很難實現(xiàn)有效的密封。安裝油封時，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，見表 1。
軸硬度大于Ｒockwell C 45 時對密封的安裝和維護可有更好的保護。
3.設計考慮點
環(huán)境
主要影響點是在溫度下油封耐久性。油封在運轉過程中，會產生熱。決定采用何種材料是取決于最大極限溫度，所以需要特別關注運行工況。
第一，唇口的溫度問題，通常等于油液溫度加上30℃~50℃，基本等于唇口溫度。其次設計的結構特征應能輔助降低唇口接觸區(qū)域的溫度。最后油封安裝位置應設計較高的潤滑結構，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，會對密封件造成載荷不均，導致局部位置過早損壞，從而極大影響密封件壽命。
動態(tài)徑向跳動
動態(tài)徑向跳動指軸外徑密封部位并未按照真正的圓心運動，通常以 TIＲ 表示。
軸的設計公差
為了獲得滿意的密封效果，軸、軸承座孔和油封本身的嚴格公差是必要的。
適宜的軸加工方法
●精磨削
無進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，即使在進行了鍍硬鉻的情況下，也務必在之后進行無進給精磨削。
●金剛砂紙打磨
〈砂紙不在軸方向移動的打磨方法〉砂紙不在軸方向移動進行打磨與在軸方向移動進行打磨的情況不同，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的打磨方法〉對油封很適宜。但若在打磨時，對砂紙用力過大，則會在局部形成較深的粗糙度的溝，因此請勿用力過大。
孔的設計公差
為了獲得滿意的密封效果，軸、軸承座孔和油封本身的嚴格公差是必要的。
表面速度
安全的運行速度依靠軸的粗糙度、不同心度和徑向跳動、潤滑油的類型和用量、壓力和密封的設計。
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，需要考慮實際情況進行選擇。
關于砂輪的修整
進行無進給精磨削時，請注意修整砂輪。由于修整砂輪時產生的螺紋牙，可能會使粗糙度的加工痕跡變斜。
滾子修整器：在軸對象的外周面嵌入多個金剛石并使之旋轉的修整方法。無火花磨削：不將砂輪轉速/加工軸轉速弄成整數(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行修整，如不得已要使用單點修整器時，請采用慢進給，且必須無火花磨削。
4.試驗驗證
油品兼容性測試
為了保證材料在生命周期內的穩(wěn)定性，需進行油液與材料的匹配性測試
耐久性測試
為保證整個生命周期內，油封可保持良好的動態(tài)密封及靜態(tài)密封，故而需進行耐久性測試。
此試驗需設計溫度、轉速、時間等多個維度進行驗證。
污染物測試
為保證整個生命周期內，外界污染物對唇口的磨損及風險，需進行污染物測試(左側)、為預防外界污染物對油封的損傷，需進行結構優(yōu)化。
高低溫沖擊測試
為保證整個生命周期內，驗證外界環(huán)境對油封自身的影響，需進行驗證其可靠性。
扭矩測試
測試不同溫度下油封的旋轉力矩，為電驅系統(tǒng)提示數(shù)據(jù)。
偏心界測試
測試不同溫度下油封的偏心限值。以溫度、偏心限值進行測試要素。
油封壓入壓出測試
測試最大壓入力、壓出力；驗證極限工況下，油封有無脫出風險。
高溫測試
測試常規(guī)工況、極限工況下材料對溫度的忍耐性
5.結構上優(yōu)化措施
生產上用的
售后服務中用的
6.總結
密封零件油封在設計、選型之后，最終需要進行相應的試驗來確認設計是否合理滿足實際需求。
在進行試驗之前，需要根據(jù)實際的使用情況進行試驗設計，包括試驗環(huán)境設定、試驗設備選取及最重要的試驗工況和試驗時間，包括電機驅動、發(fā)動機驅動和混聯(lián)驅動時的輸出扭矩、功率、轉速。同時，考慮零件設計輸入或實際需求合理的定義試驗時間。
根據(jù)零件的特性和實際使用情況進行了油封單體試驗和電驅動力系統(tǒng)高速試驗，并最終通過上述試驗。
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