液壓密封基礎(chǔ)知識及油缸設(shè)計

1、液壓密封基礎(chǔ)知識及油缸設(shè)計一、液壓密封系統(tǒng)：液壓傳動是靠密封油腔的容積變化來傳遞力和速度。密封不良可造成油液泄漏，從而使得機(jī)構(gòu)運動不穩(wěn)定，降低容積效率，污染環(huán)境，嚴(yán)重時會建立不起壓力，系統(tǒng)不能工作。二、常用的軸用、孔用（往復(fù)運動用）密封方法：1 間隙密封：（圖1）優(yōu)點：簡單，不用任何密封件，摩擦力小。缺點：不能完全阻止泄漏，且密封性不能隨壓力升高而提高。應(yīng)用：直徑較小，壓力較低，速度較快，密封性能不是很高的環(huán)境，如換向閥、液壓泵（柱塞泵）、液壓馬達(dá)等。在油缸中幾乎不采用。2O形圈密封：（圖2）一般用橡膠制成。優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，密封性能良好，摩擦力小。缺點：磨損后不能補(bǔ)償，壽命短。應(yīng)用：可用于直線

2、往復(fù)和回轉(zhuǎn)運動，但更多的是用于固定密封，如管路、油缸蓋和缸套間的密封。或適用于低等級、非關(guān)鍵器件。3U形密封件密封（即：常用的UN圈或Yx圈）：（圖3為孔軸通用）分類：軸用、孔用、孔軸通用三種。一般選孔軸通用，即UN圈。特點：兩側(cè)唇口對稱。優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，安裝相當(dāng)簡單，使用壓力較高（最高可達(dá)40Mpa）,密封性能良好，密封性能隨壓力升高而提高，并能自動補(bǔ)償磨損量，摩擦力小，成本低，對油缸的表面要求也不高。缺點： 密封圈質(zhì)量容易材質(zhì)影響，國產(chǎn)件一般壽命在1-2年。進(jìn)口件則壽命較長。 使用溫度一般 100 往復(fù)速度：0.5m/s應(yīng)用：相當(dāng)廣泛。 4擠壓式密封件密封（即：常見的格來圈及斯特封）：（圖

3、4） 格來圈（圖4） 斯特封（圖5）優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，使用壓力高（最高可達(dá)70Mpa）,密封性能良好，密封性能隨壓力升高而提高，并能自動補(bǔ)償磨損量，摩擦力小，成本低，使用溫度可達(dá)120，往復(fù)速度：15m/s，壽命長。缺點： 對油缸的表面要求較高。 安裝較困難，特別是格來圈，需專用工裝。應(yīng)用：相當(dāng)廣泛。 5V形密封件密封：（圖6）由壓環(huán)、密封環(huán)、支撐環(huán)組成。標(biāo)準(zhǔn)系列壓力為10Mpa，重載系列持續(xù)工作壓力可達(dá)63Mpa。一般適用于大型液壓油缸。優(yōu)點：耐壓高（最高可達(dá)63Mpa）,密封性能良好，工作可靠。缺點： 摩擦阻力大，調(diào)整困難，對油缸要求較高，如活塞桿硬度一般都要求在HRc45以上。應(yīng)用：在高壓

4、系統(tǒng)中用得較廣泛。如我公司集裝箱事業(yè)部所用的美國太平洋公司產(chǎn)的折彎機(jī)油缸。 6其他常見密封件密封： DAS孔用緊湊型組合密封圈密封（圖7）特點：活塞軸向尺寸短，安裝方便，成本低。應(yīng)用：往復(fù)運動的活塞及液壓缸，如推土機(jī)，挖掘機(jī)等。 SPGW活塞組合封密封（圖8）特點：低磨擦力和極好的耐磨性，并且耐液壓沖擊，可用 于負(fù)載變化大的場合。應(yīng)用：汽車吊、挖掘機(jī)等。三、往復(fù)運動用防塵密封件：1無骨架防塵圈：（圖9）特點：結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，成本低，油缸工作環(huán)境較好情況下使用。應(yīng)用：應(yīng)用相當(dāng)廣泛。2.骨架式防塵圈：（圖10）特點：結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，成本低，油缸工作環(huán)境較差情況下使用。應(yīng)用：應(yīng)用廣泛。3.雙

5、作用防塵圈：（圖11）特點：結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，并兼有密封功能，油缸工作環(huán)境較好情況下使用。應(yīng)用：應(yīng)用廣泛。四、常見旋轉(zhuǎn)油封：一般用于各種旋轉(zhuǎn)軸上，以密封各種潤滑油、潤滑脂、水及其他流體，如油泵、液壓馬達(dá)，又如輥軋機(jī)輥軋軸等。工作壓力：0.1Mpa旋轉(zhuǎn)速度：14m/s1.無骨架旋轉(zhuǎn)油封：（圖12）2骨架式旋轉(zhuǎn)油封：（圖13）五、幾種典型的油缸密封形式1、 孔軸全部用UN圈型式（，如圖14）特點：該型式優(yōu)點為成本低、室內(nèi)經(jīng)濟(jì)缸常用。一般用于小型折彎機(jī)、剪板機(jī)、注塑機(jī)等。2、 霞板形式（如圖15）：孔用密封：格來圈軸用密封：斯特封特點：低摩擦力、運動速度高。一般用快速壓床、數(shù)控機(jī)床。2001年九運

6、世紀(jì)壇行走油缸采用的就是該密封形式（行走時，速度超過1m/s）3、 UN和霞板混合式（如圖16）4、 重型、環(huán)境較惡劣、油缸受較大的徑向力的密封型式（如汽車吊、挖掘機(jī)等，圖17）：六、油缸設(shè)計問題1、 材料： 缸體：低壓缸一般為碳鋼，也可用鋁合金、青銅、不銹鋼。中高壓缸碳鋼，如20#、35#、45#無縫鋼管等。采用20#鋼作缸體，在要求較高時，特別在采用霞板密封件時要求滲碳處理，對45#鋼缸體一般不能焊接。 活塞：低壓缸鑄鐵、碳鋼、鋁合金、不銹鋼均可中高壓缸碳鋼、鑄鋼、鑄鐵 活塞桿：碳素結(jié)構(gòu)鋼，如45#、35#鋼。2、 表面光潔度： 缸體：且不得有明顯縱橫向刀紋，特別注意縱向（軸向）絕不能有刀

7、紋。 活塞桿：表面一般要求鍍硬鉻。建筑機(jī)械用活塞桿，最低硬度為HRc60。 槽內(nèi)表面：一般為左右。七、油缸設(shè)計尺寸配合問題：1、 UN圈1） 缸（孔）用（圖18）尺寸BP（Mpa）BP（Mpa）B<5D-0.52030D-0.2510D-0.43040D-0.11020D-0.2尺寸D1D < 100D1=D-1D100D1=D-2槽寬Hh < 6HA=h+0.7h6HA=h+1.0HB=HA+檔圈厚度倒角CD < 16C=2.5D=1630C=3D=3060C=4D=60120C=5D=120250C=6.5D=250400C=82) 桿（軸）用（圖19）槽寬Hh &

8、lt; 6HA=h+0.7h6HA=h+1.0HB=HA+檔圈厚度尺寸B，B1P（Mpa）BB1<5d+0.5d+2.4510d+0.4d+1.61020d+0.2d+0.82030d+0.2d+0.53040d+0.1d+0.34倒角CD < 16C=2.5D=1630C=3D=3060C=4D=60120C=5D=120250C=6.5D=250400C=8注： 壓力21Mpa情況下，選UN圈時一般要求加擋圈。 UN圈在壓力較低、非長期使用時，為降低成本和方便安裝，在D確定的情況下，d盡量選大，h則選小。3）導(dǎo)向環(huán)（圖20）2、 霞板形式1） 軸用階梯圈（斯特封）（圖21）活塞桿直徑dBGS020MPa2040MPa2036d+114.20.60.30.30.240180d+15.56.30.80.40.40.2200630d+218.11.00.60.60.42） 孔用方形圈（格來圈）油缸直徑DBGS010MPa1020MPa2040MPa4070D-114.21.750.90.90.40.60.180125D-15.56.32.01.01.00.40.80.2140320D-218.12.251.11.10.50.80.23、 O形圈（GB1245-76）（圖23）O形圈斷面直徑BHA1.92.5+0.101.4-0.05