隨著現(xiàn)代汽車工業(yè)的發(fā)展,對密封可靠性的要求越來越高,其中油封是一種應用非常廣泛的密封元件,大量用于旋轉設備及具輔助設備以阻隔潤滑油或其它工作介質的泄漏。隨著科技的不斷發(fā)展其所承受的工作條件也愈來愈苛刻,它要求油封能承受高低溫、高線速度、大負荷工作條件,并具有接觸摩擦阻力小、損量小、使用壽命長、耐介質、強度好、密封可靠等性能。現(xiàn)在市場常見油封結構分為單唇和雙唇2種,其密封主體為彈性材料通常采用丁腈橡膠、氟橡膠或聚氨酯等橡塑材料加工而成。這種油封價格低廉,被廣泛應用于工業(yè)領域,是使用最廣泛的動密封元件之一。但由于普通橡膠材料耐溫、耐壓和耐腐蝕性能較差,傳統(tǒng)的橡塑油封使用壽命較短,很難滿足日益苛刻的工作環(huán)境和長期運行的要求,常導致設備泄漏和早期失效。為達到此目的,國內外一直在致力于提高油封材料的性能和改進油封結構等工作。 PTFE最早被用在軍事工業(yè),直到20世紀50年代才開始用于靜止密封元件。70年代開始,國外一些大公司設想利用PTFE來替代橡膠制造唇形密封。第一代PTFE密封是用PTFE棒料車削或壓制成與橡膠密封相似形狀的制品,但很快就失敗了,主要原因是PTFE不具有高彈性,不能追隨軸的旋轉,且硬度也高,在尖唇處形成高壓點,使唇口很快磨掉,對軸也有損傷。第二代是日本荒井公司發(fā)明了一種粘貼型密封,它
原像膠密封唇口一側粘貼一層PTEE薄臘,田來提享換膠密封性能,但由于粘貼工藝復雜,成本高,而性能卻提高不多,不能被廣泛采用。后來該公司推出第一代密封,它利用PTFE材料拉制成一個喇叭狀薄膜,外面罩上一個彈簧片,包裹一螺旋彈簧,用它來對唇口加載,但由丁結構復雜,壓緊力大,壽命低,很少被采用。直到1975年,美國Mather公司首先提出了一種寬唇口結構的PTFE密封件,被稱為第四代廣品,先將PTFE材料壓成圓薄片,然后拉成喇叭狀,再夾在金屬內、外殼中,中間夾一層橡膠彈性片。這種新型結構的密封件與以往的橡膠密封明顯不同,不僅結構簡單,無需螺旋彈簧,且與軸的接觸面積寬,一般有3-4mm.由于PTFE具有很高的自潤滑性,唇口不易燒壞。但該類型密封的唇口內壁光滑,封油效果不佳,因此出現(xiàn)了唇口內壁刻有“反旋螺紋槽”的動力型密封,這種油封到80年代得到發(fā)展,被稱為第五代產品,它利用螺紋槽的作用,使軸表面的一層油膜受到螺紋槽的向推力,從而阻止油膜向外滲漏。第五代產品的出現(xiàn),使唇形旋轉密封產生一個質的飛躍。目前國外的油封唇口片大多采用模壓螺紋型,而國內基本上采用車削螺紋型,通過在端面車削螺紋,提高對軸的追隨型,使密封性能特別是靜態(tài)的密封性能大大改善。
國外主要是PTFE樹脂生產廠家從事填充(改性)PTFE的加工及應用的研究,國內則主要以加工廠家為主,其配方和材料性能方面國內外差距不大,但是在加工成型手段方面還存在較大的差距。以PTFE油封片的表面處理為例,國內普遍采用化學法,處理的油封片在色澤、耐候性、表層耐磨性等方面與國外的產品比較就有較大差距。加工制品的尺寸精度也有較大差距。