密封壽命是影響電動工具適用壽命的關鍵因素和衡量電動工具性能的重要指標。簡述唇形油封的密封結構和原理，分析電動工具轉子軸動- 靜組合密封系統的機構和工作原理，對工作狀態下油封唇口的位移和應力分布進行仿真，并通過試驗驗證密封系統的有效性。

　　旋轉唇形油封是旋轉機械密封用機械元件，由于其結構簡單、密封性好、使用壽命長等優點，廣泛使用在電動工具轉子軸、輸出軸等動密封場合。電動工具轉子轉速一般為20 000 ～30 000 r/min，轉子軸線速度通常為15 ～25 m/s，齒輪油油溫為120℃左右，壓力為0 ～0.3 MPa，屬于高溫高速的使用環境，常用的油封材料有丁腈橡膠、聚丙烯酸酯膠、硅橡膠、氟橡膠、聚四氟乙烯混合材料、聚醚酰亞胺等。

　　目前，國內外對唇形油封的研究逐漸深入，并通過計算機輔助分析與設計的方式來對唇形油封的各種性能進行研究。Maoui建立油封彈性部分三維模型，對模型的流體彈性動力潤滑特征進行了數值模擬分析。Salant指出了油封唇面粗糙度對油封動態密封的重要作用。李建國等利用ANSYS 建立了油封的二維軸對稱模型，分析了腰厚、密封唇口平面到彈簧中心平面的距離和過盈量對最大接觸應力與分布的影響。專利方面，US-20130042454 A1 介紹了一種新型的圓角接觸式的唇形油封，是一種介于軸向密封與徑向密封之間的密封方式；US-20100155254 A1 介紹了一種V 型上下雙唇式密封圈結構，實現了單個密封圈雙層密封的方法。

　　隨著電動工具工業的不斷發展，電動工具轉子系統工作溫度和轉速不斷提高，給潤滑與密封帶來更為苛刻的工作條件。本文作者介紹了唇形密封的密封結構與原理，設計了電動工具動- 靜結合式轉子軸混合密封系統，并通過試驗和數值方法分析了其性能。

　　1、電動工具用的唇形密封結構與原理

　　電動工具使用的唇形密封為單唇帶彈簧骨架油封，結構如圖1 所示。

圖1 典型外露骨架油封結構及主要參數

　　工作狀態下，唇口處與軸過盈配合，密封唇與旋轉軸之間產生油膜，由于油液在旋轉軸表面上形成Taylor 渦流，與噴射泵相似，緊鄰密封平面的渦流不斷旋轉，產生一種向內的泵吸效應，在一定轉速下，它與被密封的流體靜壓力相等，從而實現動態密封。當前唇角α 大于后唇角β，凈泵吸效應向油側。泵吸微觀模型示意圖如圖2 所示。

圖2 泵吸微觀模型示意圖

　　3、結束語

　　設計的動-靜結合式轉子軸混合密封系統，能夠滿足電動工具的密封要求。未來提高電動工具密封效果的途徑仍有很多，如研制高性能的密封材料，采用端面密封技術或者多級機械密封結構等。獲得結構簡單緊湊、耐久穩定的密封，是電動工具轉子軸密封追求的目標。