W形密封唇油封主要应用于连续铸造设备，日本六菱橡胶株式会社推出的DRT油封就是W形密封唇油封。该油封具有较好的密封作用，能防尘、防变形、防油泄漏，且能保持润滑，并具有低摩擦性和良好的通气性。w形密封唇油封采用复合组装结构，除内部用钢圈作骨架外，在油封底部加了金属挡圈，增强其耐压性能，其耐压性能范围为0.05~0.2 MPa。W形密封唇油封属于橡胶制品，可承受大的变形，具有应力应变非线性行为、弹性行为和不可压缩性等特点，对其进行分析需要采用特殊的材料模型和应用有限元分析工具。
      运用有限元软件对油封进行分析，不仅可以很好地模拟其使用情况，且可以对其力学性能进行分析，进而可以对其可靠性进行判断回。在w形密封唇油封的国产化研发过程中，以100 mm x125 mm x 12 mm型W形密封唇油封为例，采用有限元分析方法指导其结构设计。
      油封是通过橡胶密封唇与轴之间的配合来阻比漏油的。关于旋转轴密封的密封原理，目前比较有说服力并经实验证实的是微泵理论。由于油封内径小于旋转轴的轴径，即二者属于过盈配合，加上弹簧的作用使得接触区域上接触压力成不对称分布，而油封唇周而上的应变量形状分布与接触压力的分布成正比关系，因此，油封唇口表层材料沿摩擦方向产生弹性变形，形成方向相反且不对称的皱纹曲线，从而产生两向不等的泵油作用，二者综合的结果形成定向的泵油动力和润滑油的定向流动。
模型是描述橡胶物理性能的数学模型。由于橡胶本构关系的非线性化和接触的非线性边界条件，以及橡胶制品在应用时的大变形，使其工程模拟变得非常困难。而模拟结果的准确性，与所采用的橡胶本构关系模型，以及模型中材料常数测试的准确性有密切关系。对于大多数橡胶而言，在应变为150%以内时可得到合理的近似。
      以100 mm x 125 mm x 12 mm型W形密封唇油封为例，运用有限元分析油封承受0.2 MPa压力下的变化情况。安装时，由于油封的密封唇有过盈量，唇口尺寸小于轴径，唇部都会往沟槽里缩。受压后，唇口会往沟槽外挤，尤其是防尘副唇，将会挤到轴孔的间隙里。与W形密封唇油封配合使用的挡圈，在受压后能防比W形密封唇油封的挤出，起到支撑的作用，但挡圈的内径尺寸不能太大，过大也会使得防尘附唇挤进挡圈与轴的间隙里，不能起到支撑的作用。可以看出：(1)W随着密封腔内压力的升高，W形密封唇油封主唇的接触压力几乎保持不变，副唇的接触压力会显著升高，防尘唇的接触压力会有所提高。(2)W形密封唇油封无论是受压前还是受压后，橡胶的最大应力都集中在金属骨架顶部的橡胶处。
      以上比较结果表明，W形密封唇油封在设计过程中应注意主唇及副唇的过盈量设计，挡圈的内径尺寸不能太大，过大会使得防尘附唇挤进挡圈与轴的间隙里，不能起到支撑的作用。骨架与橡胶瓢接处的应力很大，实际使用中可能存在胶与骨架剥离现象，因此橡胶与骨架的瓢合问题极其重要。
      采用有限元分析软件分析了W形密封唇油封受压前后唇口的变化以及接触压力的变化，讨论了W形密封唇油封结构设计的重点，可指导W形密封唇油封的设计，缩短产品设计周期。

                                                                                  专业从事机械产品设计│有限元分析│强度分析│结构优化│技术服务与解决方案
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