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油封測試方法簡介

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/cm 2 ）. 油封圈的型式. 油封圈的尺寸標示.

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Presentation Transcript

  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 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）

  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 • 模擬實際常用溫度、轉速，及最高使用溫度與轉速 • 測試程序 • 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 • 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 • 判定標準 • 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 11.定位孔 6.栓 7.六角螺帽 8.墊片 9.試驗密封圈 10.底座 1.手柄 2.密封圈腔體 3.試驗液體 4.試驗軸 5.墊片

  20. 2.低溫動態（功能）測試 • 測試條件 • -10℃或客戶指定-10℃以下之溫度 • 測試程序 • 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 • 試驗過程有無洩漏 • 唇口是否有裂紋、撕裂、裂縫及缺陷 • 判定標準 • 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 • 熱老化試驗（168小時）-ISO 188 • 低溫剛性試驗-ISO 812

  23. 三、 R & D 分析重點

  24. R & D 分析重點 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

  29. R & D 分析重點

  30. R & D 分析重點

  31. R & D 分析重點

  32. R & D 分析重點

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