對液壓密封件有多方面的要求,應用場合不同,要求也不完全相同。本文興迪源機械帶來液壓機密封件的要求與應對措施。
一、液壓機密封件的要求:
1)無泄漏或極少泄漏
1、活塞桿密封失效的話,發生的是外泄漏,會直接污染環境,因此是要極力避免的。但是,少量的泄漏可以潤滑運動部件,減小摩擦力,對延長活塞桿的壽命有益。因此,一般允許長期運行以后,出現極少量的不成滴的泄漏。
2、活塞密封失效的話,發生的是內泄漏,雖然不會直接污染環境,但在高壓下的泄漏,會引起局部發熱高溫,損傷零件表面。另外,還會導致液壓缸不能保持在固定位置。因此,也是需要避免的。
2)較小的摩擦力
為了密封,壓緊力當然越大越好。但,壓緊力越大,通常摩擦力也越大。這對靜密封不成問題,但對動密封來說,就不僅帶來能量損失。而且高的摩擦力很容易導致運動不平穩,特別是在低速時,出現爬行一一走走停停現象。
3)較長的工作壽命
1、密封件與液壓油接觸,壓力可能時時在變,因此,很可能會有氣燭發生。要長期工作,就要密封件的材料能抗氣蝕,不易剝落。
2、與液壓油的化學相容性。長期浸泡在液壓油中,希望不會,或極少發生變化。
3、對動密封而言,工作時,密封件自然時時在與比它硬的金屬材料發生摩擦,但即使對靜摩擦,由于壓力變化導致密封件形狀變化,因此,接觸面也會發生微運動,從而發生摩擦。因此,耐磨,對密封件是普遍需要的。
4、高分子材料對高低溫都很敏感。
高溫會使高分子材料老化,失去彈性,增加塑性,發生水久變形,在密封件發生摩的部位往由于摩擦產生熱,而這些地方液壓油往往又很少流動,溫度會高于其他部位。
低溫也會位材料變硬,彈性降低,從而降低壓緊處的應力,這特別容易發生在冬季、高寒地區,不工作和剛起動時。
4)一定的經濟性
價格可承受。體積較小。使于安裝更換。
二、液壓機密封件的一些應對措施:
為了滿足以上多方面的要求,研發出了多種應對措施,但盡管如此,要同時滿足以上所有要求,是很不容易的,往往只能折衷妥協。
1)基體材料
最早使用的是天然橡膠,以后發明了,特性更好,可以適應更廣溫度范圍的人工合成高分子材料,如,聚氨酯,聚四氯乙烯等。
某些不需要頻繁拆卸的靜密封有時也采用比較軟的金屬,如純鋁、純銅,作為密封圈,通過壓緊變形來密封,成本較低,但不耐震動,且每次拆卸后必須更換。
2)添加成分
分子材料往往不耐磨,所以,常在其中加入青銅,玻璃等比較硬并且耐磨的粉末,既降低摩擦力,又提高其工作壽命。
3)形狀
1、最早出現的是O形圈。O形圈形狀簡單(見圖7-5a),需要的安裝空間小,成本較低,但變形能力有限,耐壓低,抗磨損能力低。因此,要密封的間限必須很窄,僅用于低等級、非關鍵元件以及安裝空間小的地方。由于安裝及工作時容易發生扭轉,以后又發明了矩形圈和X形圈(見圖7-5b、c)。
圖7-5簡單密封圈
a)O形圈b)矩形圈c)X形圈
2、唇形密封圈有多條密封唇邊。因此,壓緊力、壓緊面積可適應不同壓力(見圖7-6)。
圖7-6多邊密封圈在不同壓力下的變形(仿真)
4)組合
1、加較硬的擋圈,來防止較軟的O形圈被擠進間隙里(見圖7-7),特別是在壓力較高時。
圖7-7 用擋圈避免O形圈被擠入縫隙
a)未加擋圈時b)損壞c)加擋圈
1—擋圈
2、彈性強的村料往往摩擦系數高,而摩擦系數低的材料往往彈性弱。組合圈把兩者的優點結合在一起(見圖7-8)。從圖中還可以看到,如果密封元件采用階梯形,則可以在局部形成比較高的接觸壓力,更容易于達到實際隔斷。
圖7-8組合圈
a)密封元件矩形b)密封元件階梯形
1一彈性圈2一低摩擦系數的密封元件A一接觸壓力
5)特殊形式
1、由于密封活塞桿處的密封圈的潤滑條件較差、較容易磨損,而更換又極不方便,德國洪格爾公司研發出了壓緊力可調的密封圈(見圖7-9)。在密封唇邊磨損,壓緊力下降后,利用潤滑脂施壓,使加壓腔變形,從而增加唇邊的壓緊力。
圖7-9壓緊力可調型密封(德國洪格爾公司)
a)原理圖b)剖開實物
1一密封唇邊A一加壓腔
2、對批量小,開模很不劃算的密封圈,現在還出現了機加工成形。
3、在密封圈必須通過孔道、不平處,有時采用金屬密封圈(見圖7-10)。開口處在安裝時相互錯開,以減少泄漏。
圖7-10金屬密封圈
a)示意b)實物
4、在個別場合(例如,伺服缸),為了最大程度地降低摩擦力,也有放棄密封件(見圖7-11),而把缸體與活塞之間的間隙做得很小,以減少泄漏,稱為間隙密封,需要很高的加工精度。
圖7-11間隙密封(德國 HANCHEN公司)
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部分文段和圖片摘自:
《白話液壓》
作者:張海平
由興迪源機械編輯
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