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RD 測試分析一、尺寸量測與公差u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u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u範圍1.軸徑：6-480 mm2.外徑：16-530 mm3.使用壓力：0-30 kpa（0-0.3kgf/cm2）油封圈的型式油封圈的尺寸標示D1：軸徑 （mm）D2：油封圈外徑（mm）b ：油封圈高度（mm）a ：空氣端b ：流體端油封圈尺寸規格表油封圈高度公差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軸的尺寸標示與公差dm：導角後軸徑（mm）D1 ：軸徑（mm）軸面的粗糙度與硬度u粗糙度： measured in the axial direction of between Ra 0,2 m and Ra 0,5 m, and between Rz 1,2 m and Rz 3,0 m.u硬度：1.依客戶的需求2.一般為HRC 303.若考量到軸會受到損害時可增高至HRC 45Ra:中心線平均粗糙 Rz:十點平均粗糙軸面的粗糙度與硬度軸面的粗糙度與硬度Housing的尺寸與公差二、耐久性測試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u測試條件 模擬實際常用溫度、轉速，及最高使用 溫度與轉速u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1.常溫動態（功能）測試u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u判定標準 客戶特別規定 六個密封圈不能有可目視的洩漏1.常溫動態（功能）測試2.低溫動態（功能）測試1.手柄2.密封圈腔體3.試驗液體4.試驗軸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2.低溫動態（功能）測試u測試條件 -10或客戶指定-10以下之溫度u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2.低溫動態（功能）測試u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u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3.彈性體部位的材料試驗u密度-ISO 2781u硬度-ISO 48u壓縮永久變形-ISO 815-1（2）u浸漬試驗-ISO 1817u熱老化試驗（168小時）-ISO 188u低溫剛性試驗-ISO 812三、 R & D 分析重點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 = FNFR:摩差力、 :摩擦係數、 FN:接觸力試驗示意圖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R & D 分析重點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2050。 (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-40120，亞力克橡膠（ACM）-30180，氟橡膠（FPM）-25300。 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0.020.05Mpa。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Rz1.23.0m ；Ra0.20.5m。對旋轉軸用油封，取2.51.6mRz 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 R & D 分析重點R & D 分析重點R & D 分析重點R & D 分析重點