高性能的动态油封结构设计
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旋转轴密封系统一般由旋转轴、密封圈、弹簧三部分组成，旋转轴是动态旋转的，运动模式为：圆形转动（自身旋转）、往复运动（前后直线直线）、摆动（来回旋转）。密封系统的表面和结构效应决定设计从流体力学分析、油封结构、唇口材料性能、旋转轴表面光洁度、唇口与轴配合间隙方面下手。
密封圈的设计 弹性密封唇口形状是密封圈最重要的设计，密封圈的工作部分为从唇口最薄的部分到唇接触点的轴向距离。对于给定弯曲的厚度，短唇比长唇施加更多的力于旋转轴，同时，减少相应的摩擦和磨损。高压情况下，短唇比长唇有较好的抗变形能力。长唇则施加较少的力于旋转轴，从而减少摩擦和磨损。 较长的唇也更灵活，可以更容易遵循任何旋转轴的偏心，如轴孔错位（STBM）或动态跳动（DRO）。保持相同的唇口，增加弯曲部分的厚度将增加旋转轴的接触力，减小弯曲部分厚度则减小旋转轴的接触力。
为了确保唇口与轴之间的接触必须设计一个比旋转轴直径小的直径，超过旋转轴直径和密封唇口直径的部分称为干扰部分。通过增加或减少干扰部分的直径来调节摩擦和磨损，过小的干扰部分会减低轴的动态跟随性。 旋转轴 旋转轴的选择包括材料、硬度、直径、导向角度、公差，旋转轴与唇口接触部位是提供密封的关键部位，在动态旋转模式（转动、往复、摆动）情况下，旋转轴的速度、偏心量也影响着密封的效果。因此，接触部位的两个主要特征是光洁度和导程角。光洁度通过三个参数来衡量：Ra,Rz,Rpm，下表为旋转轴接触部位的光洁度技术要求：
任何螺纹或螺旋槽在唇口接触部位的出现将会引起泄露，这些纹路主要来自精加工过程研磨机器相对轴向运动，不正确的轴加工方式会导致泄露和污染物。切入磨削已经被证明是最可靠的表面研磨方式来消除这些螺纹和螺旋槽，他可以消除任何研磨砂轮相对于加工轴面的轴向运动。研磨轮与轴按照一定的转速比（例如9.5：1），轴以相反的方向旋转来防止螺旋纹的产生，切入磨削使用混合数比例可以大大减低达到精磨的时间。根据经验，采用80粒度的砂轮能提供的光洁度为0.3-0.6m,同时，轴的直径要留足够的材料来研磨这些螺旋纹。下图为唇口处的纹理。
弹簧 弹簧主要实现两个功能，首先，它有助于总径向力、荷载和密封圈固有的力以及唇口产生的“箍力”在安装轴上稍微向外拉伸。其次，工作在高温或化学暴露情况下，有助于确保唇口材料本身发生膨胀或软化需要的载荷。弹簧在唇口是假向内的张力，弹簧的内径决定最终密封唇口的直径，当安装密封圈时，弹簧的延伸和贡献的负载量适用于旋转轴，唇口的内径公差依靠旋转轴的直径。
在设计过程中，不仅要对对马达和油泵相连接的油封进行分析，还要根据实际经验和泵的结构来确定动态油封各个部件的技术参数，以及对油封关键接触部位的导程、唇口进行了分析，同时考虑相应的加工方式来满足设计要求。 |
