对液压密封件有多方面的要求,应用场合不同,要求也不完全相同。本文兴迪源机械带来液压机密封件的要求与应对措施。
一、液压机密封件的要求:
1)无泄漏或极少泄漏
1、活塞杆密封失效的话,发生的是外泄漏,会直接污染环境,因此是要极力避免的。但是,少量的泄漏可以润滑运动部件,减小摩擦力,对延长活塞杆的寿命有益。因此,一般允许长期运行以后,出现极少量的不成滴的泄漏。
2、活塞密封失效的话,发生的是内泄漏,虽然不会直接污染环境,但在高压下的泄漏,会引起局部发热高温,损伤零件表面。另外,还会导致液压缸不能保持在固定位置。因此,也是需要避免的。
2)较小的摩擦力
为了密封,压紧力当然越大越好。但,压紧力越大,通常摩擦力也越大。这对静密封不成问题,但对动密封来说,就不仅带来能量损失。而且高的摩擦力很容易导致运动不平稳,特别是在低速时,出现爬行一一走走停停现象。
3)较长的工作寿命
1、密封件与液压油接触,压力可能时时在变,因此,很可能会有气烛发生。要长期工作,就要密封件的材料能抗气蚀,不易剥落。
2、与液压油的化学相容性。长期浸泡在液压油中,希望不会,或极少发生变化。
3、对动密封而言,工作时,密封件自然时时在与比它硬的金属材料发生摩擦,但即使对静摩擦,由于压力变化导致密封件形状变化,因此,接触面也会发生微运动,从而发生摩擦。因此,耐磨,对密封件是普遍需要的。
4、高分子材料对高低温都很敏感。
高温会使高分子材料老化,失去弹性,增加塑性,发生水久变形,在密封件发生摩的部位往由于摩擦产生热,而这些地方液压油往往又很少流动,温度会高于其他部位。
低温也会位材料变硬,弹性降低,从而降低压紧处的应力,这特别容易发生在冬季、高寒地区,不工作和刚起动时。
4)一定的经济性
价格可承受。体积较小。使于安装更换。
二、液压机密封件的一些应对措施:
为了满足以上多方面的要求,研发出了多种应对措施,但尽管如此,要同时满足以上所有要求,是很不容易的,往往只能折衷妥协。
1)基体材料
最早使用的是天然橡胶,以后发明了,特性更好,可以适应更广温度范围的人工合成高分子材料,如,聚氨酯,聚四氯乙烯等。
某些不需要频繁拆卸的静密封有时也采用比较软的金属,如纯铝、纯铜,作为密封圈,通过压紧变形来密封,成本较低,但不耐震动,且每次拆卸后必须更换。
2)添加成分
分子材料往往不耐磨,所以,常在其中加入青铜,玻璃等比较硬并且耐磨的粉末,既降低摩擦力,又提高其工作寿命。
3)形状
1、最早出现的是O形圈。O形圈形状简单(见图7-5a),需要的安装空间小,成本较低,但变形能力有限,耐压低,抗磨损能力低。因此,要密封的间限必须很窄,仅用于低等级、非关键元件以及安装空间小的地方。由于安装及工作时容易发生扭转,以后又发明了矩形圈和X形圈(见图7-5b、c)。
图7-5简单密封圈
a)O形圈b)矩形圈c)X形圈
2、唇形密封圈有多条密封唇边。因此,压紧力、压紧面积可适应不同压力(见图7-6)。
图7-6多边密封圈在不同压力下的变形(仿真)
4)组合
1、加较硬的挡圈,来防止较软的O形圈被挤进间隙里(见图7-7),特别是在压力较高时。
图7-7 用挡圈避免O形圈被挤入缝隙
a)未加挡圈时b)损坏c)加挡圈
1—挡圈
2、弹性强的村料往往摩擦系数高,而摩擦系数低的材料往往弹性弱。组合圈把两者的优点结合在一起(见图7-8)。从图中还可以看到,如果密封元件采用阶梯形,则可以在局部形成比较高的接触压力,更容易于达到实际隔断。
图7-8组合圈
a)密封元件矩形b)密封元件阶梯形
1一弹性圈2一低摩擦系数的密封元件A一接触压力
5)特殊形式
1、由于密封活塞杆处的密封圈的润滑条件较差、较容易磨损,而更换又极不方便,德国洪格尔公司研发出了压紧力可调的密封圈(见图7-9)。在密封唇边磨损,压紧力下降后,利用润滑脂施压,使加压腔变形,从而增加唇边的压紧力。
图7-9压紧力可调型密封(德国洪格尔公司)
a)原理图b)剖开实物
1一密封唇边A一加压腔
2、对批量小,开模很不划算的密封圈,现在还出现了机加工成形。
3、在密封圈必须通过孔道、不平处,有时采用金属密封圈(见图7-10)。开口处在安装时相互错开,以减少泄漏。
图7-10金属密封圈
a)示意b)实物
4、在个别场合(例如,伺服缸),为了最大程度地降低摩擦力,也有放弃密封件(见图7-11),而把缸体与活塞之间的间隙做得很小,以减少泄漏,称为间隙密封,需要很高的加工精度。
图7-11间隙密封(德国 HANCHEN公司)
【兴迪源液压机优势】
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部分文段和图片摘自:
《白话液压》
作者:张海平
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