液压泵密封元件

1. 密封的分类 按密封的工作形式分类有固定密封、往复运动密封、旋转运动密封。按 密封的工作机理可分挤压密封、唇边密封和间隙密封。 

2. 密封件常用材料 有橡胶(丁睛、聚胺脂、氯丁、氟化等)、夹织物橡胶、塑料(聚 四氟乙烯)、皮革、金属等。

3. 对密封件的主要要求 

(1) 在一定工作压力和温度范围内具有良好的密封效果,漏油量尽量小。

(2) 摩擦系数小、摩擦力稳定,不会引起运动零件的爬行和卡死现象。

(3) 耐磨性好、寿命长,在一定程度上能自动补偿被密封件的磨损和几何精度的误差。

(4) 耐油性、抗腐蚀性好,不易老化,不损坏被密封零件的表面。

(5) 制造容易,使用方便,维护简单,成本低廉。 

二、 O 形密封圈 O 形密封圈采用橡胶材料,属于挤压密封。在没有液压力作用时,O 形密封圈依靠预压 缩变形实现自密封。当有液压力作用时,O 形密封圈被挤到槽的一侧,贴于槽壁和密封面, 增加密封面的接触压力,提高密封效果。 O 形密封圈密封性能好、摩擦系数小、安装空间小,广泛用于固定密封和运动密封。液 压装置中各元件的固定密封绝在部分采用 O 形密封圈。它作为运动密封件主要用于工作条件 较好,运动平稳的中、低压液压缸中,一般工作压力在 100kgf/cm2 以下,如使用挡圈可在 200~300 kgf/cm2的条件下工作。但 O 形密封圈不适于直径大、行程长、速度快的液压缸,因 为这样的条件下,O 形密封圈容易拧扭损伤。硬度较高的 O 形密封圈也可以做旋转运动密封 件,但是运动线速度不能太大,一般在 2m/s 以下。若速度太高,摩擦部位热量集中,会使橡 胶材料老化破坏。 在使用 O 形密封圈时,应注意它在液压力作用下往往挤入两个配合件之间的间隙。为避 免过度挤入损坏,应注意选择合理的间隙值和槽侧壁尖棱倒角的大小,选用硬度较高的橡胶 材料或安装挡圈。 

三、 唇边密封圈 唇边密封件在没有液压力作用时,依靠略张开的唇边的顶部贴于密封面保持密封。当用 液压力作用时,唇边完全张开,紧贴于密封面,当压力达到一定值后,唇边密封圈的底部也 发生变形,象挤压密封一样紧贴于槽壁、槽底和密封面,进一步加强密封效果。在没有液压 力作用时,唇边的摩擦力比挤压密封小;在有液压力作用时,它的摩擦力比挤压密封大。唇 边密封件主要用于运动密封件。 

1. Y 形密封圈 Y 形密封圈一般采用丁腈橡胶制成,它一般在 200kfg/cm2的液压力下工 作。它密封可靠、摩擦力小、适用于往返速度较高的液压缸密封。在压力波动较大、运动速 度较高的情况下,要用支承环固定密封圈。 

2. Yx 形密封圈 它使用的材料是聚胺脂橡胶。它的内外两个唇边长度不同,直接用于 密封的唇边较短,因此工作时它的唇边不致挤入密封面之间的间隙而破坏。另外,由于它的 高度是径向厚度的两倍,所以工作时不会翻滚,因此不需要支承环。由于采用聚胺脂橡胶, 所以它的扯断强度高、耐高压、化学稳定性好、耐磨性好、低温性能好,能在-30℃至-40℃ 的低温下工作。它的缺点是耐高温性能较差,一般工作温度不能超过+100℃。目前,它正逐 渐代替 Y 形密封圈。

3. U 形密封圈 它形状与 Y 形密封圈相似,但在橡胶中夹有织物,所以硬度较高、密封 性好、摩擦力小。它能在 320kgf/cm 2以下的压力条件下工作。 

4. V 形密封圈 由多层涂胶织物制成。由支承环、密封环和压环组成,成组装配使用。 V 形密封圈耐压性能好,它可以在 500kgf/cm 2以上的压力下工作。随着压力的增大,可以增 加它密封环的数目。它的耐久性也很高,当 V 形密封圈长期工作磨损而渗漏时,可以调整压 盖,压紧补偿。缺点是安装空间大、摩擦阻力大。它可以用螺盖或法兰压紧,螺纹压盖便于 调整,法兰盖与密封件之间需加调整垫片。 另外还有 L 形、J 形密封圈,它们采用耐油橡胶制成,分别用于 10kgf/cm 2以下低压液压 缸的活塞和活塞杆密封。 Y 形、Yx 形、U 形、V 形密封圈多用于工作压力高、条件恶劣、运动速度高、冲击振动 较大的液压缸中。J 形、L 形密封圈一般用于工作平稳、速度较低的低压液压缸。 

四、 间隙密封 间隙密封依靠相对配合之间的微小间隙形成液流阻力以及油液与密封面之间的张力和分 子间的作用力实现密封。由于间隙密封不需要密封件,而且摩擦力小、动作滑快,所以成为 泵阀的主要密封形式。但由于被密封面之间存在一定间隙,所以密封性能较差,泄漏较大。 液压缸采用间隙密封时,压力不能超过 10kgf/cm 2,否则会有严重的泄漏,降低液压缸出力、 速度和效率。 间隙密封的间隙值可按下式计算: 

δ=(12μQ/2.5ΔPπd) 1/3 式中:

δ——径向间隙值(cm) 

μ——绝对粘度(g·s/cm 2) 

l——密封长度(cm) 

ΔP——压力差(g/cm 2) 

d——密封直径(cm) 

Q——允许泄漏量(cm 3/s) 

间隙密封的间隙值也可以从下表查取。

名义尺寸(mm)

孔的公差(mm)

柱塞的公差(mm)

最小间隙(mm)

最大间隙(mm)

6

+0.0060     -0

+0     -0.0040

0.0025

0.0125

12

+0.0075     -0

+0     -0.0050

0.0050

0.0175

20

+0.0100     -0

+0     -0.0060

0.0075

0.0235

25

+0.0125     -0

+0     -0.0075

0.0125

0.0325

50

+0.0150     -0

+0     -0.0100

0.0200

0.0450

75

+0.0200     -0

+0     -0.0125

0.0250

0.0575

100

+0.0200     -0

+0     -0.0125

0.0320

0.0645

125

+0.0250     -0

+0     -0.0150

0.0430

0.0830

200

+0.0300     -0

+0     -0.0200

0.0500

0.1000

一、 活塞环

活塞环采用铸铁等金属材料,它依靠金属弹性变形的张力压紧被密封面实现密封。因为它允许有一定的泄漏量,所以只能用于活塞与缸筒内壁之间的密封,因而叫活塞环。

活塞环在矩形截面的圆环上开口,并将其套在活塞相应的槽上。开口方式有:直口式,用于50 kgf/cm2以下的低压液压缸;斜口式,用于200 kgf/cm2以下的液压缸;阶梯式,用于500 kgf/cm2以下的液压缸。

采用活塞环密封时泄漏较大,必须成组使用,活塞环加工工艺复杂,并要求缸筒内壁镀

铬,所以成本较高。但它能在1000mm/s的高速运动和温度工作范围较大的条件下工作,且寿命较长。它属于半永久性密封件,常用于不便于拆卸的液压缸中。

一、 其它密封件

皮碗  一般用牛皮经处理后制成L形或J形密封件,用于液压缸的运动密封。优点是摩擦力小、耐磨性能高,可在1000 kgf/cm2的压力下工作。但是它的弹性差、尺寸误差大,不易得到均质的制品,并且价格较贵。在安装前需在油内浸泡一定时间,然后再度压紧,保证密封。

油封  用于旋转轴密封。工作压力一般不超过去1 kgf/cm2,在0.2~0.3 kgf/cm2的条件下工作较为合适。允许线速度一般在4m/s以下,高速型油封允许在4~12m/s。若压力为0时,可达15m/s。油封接触表面的温度不能超过110℃。被密封表面光洁度不低于▽8。轴的跳动不大于0.05mm。

此外,在平面固定密封中还常用纸垫、塑料垫、铜垫、铝垫。为提高螺纹联接的密封效果,可以在螺纹密封面上涂敷密封胶等。

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