液壓密封基礎(chǔ)知識(shí)及油缸設(shè)計(jì)

1、液壓密封基礎(chǔ)知識(shí)及油缸設(shè)計(jì)一、液壓密封系統(tǒng)：液壓傳動(dòng)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(yùn)動(dòng)不穩(wěn)定，降低容積效率，污染環(huán)境，嚴(yán)重時(shí)會(huì)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(yùn)動(dòng)用）密封方法：1冬I間隙密封：（圖1）優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單，不用任何密封件，摩擦力小。缺點(diǎn)：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）油缸體0昭圈油缸蓋一般用橡膠制成。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，密封性能良好，摩擦力小。缺點(diǎn)：磨損后不能補(bǔ)償，壽命

2、短。應(yīng)用：可用于直線往復(fù)和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，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(jí)、非關(guān)鍵器件。3.U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?？?；井粋時(shí)揺生討t.-R皓爪曰:療-円特點(diǎn)：兩側(cè)唇口對(duì)稱。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝相當(dāng)簡(jiǎn)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(dòng)補(bǔ)償磨損量，摩擦力小，成本低，對(duì)油缸的表面要求也不高。缺點(diǎn)：密封圈質(zhì)量容易材質(zhì)影響，國(guó)產(chǎn)件一般壽命在1-2年。進(jìn)口件則壽命較長(zhǎng)。使用溫度一般vioot往復(fù)速度：W0.5m/s應(yīng)用：相當(dāng)

3、廣泛。4擠壓式密封件密封（即：常見的格來圈及斯特封）：（圖4）格來圈（圖4）曲:斯特封（圖5）優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(dòng)補(bǔ)償磨損量，摩擦力小，成本低，使用溫度可達(dá)120C，往復(fù)速度:W15m/s,壽命長(zhǎng)。缺點(diǎn)：對(duì)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。支撐環(huán)壓環(huán)圖65.V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lOMpa，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(diǎn)：耐壓高（最高可達(dá)63Mpa），密封性能良好，工作可靠。缺點(diǎn)：摩擦阻力大，調(diào)整困難

4、，對(duì)油缸要求較高，如活塞桿硬度一般都要求在HRc45以上。圖6.其他常見密封件密封：支丁找環(huán)密封環(huán)導(dǎo)向環(huán)應(yīng)用：在高壓系統(tǒng)中用得較廣泛。如我公司集裝箱事業(yè)部所用的美國(guó)太平洋公司產(chǎn)的折彎?rùn)C(jī)油缸。DAS孔用緊湊型組合密封圈密封（圖7）特點(diǎn)：活塞軸向尺寸短，安裝方便，成本低。應(yīng)用：往復(fù)運(yùn)動(dòng)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(diǎn)：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(chǎng)合。應(yīng)用：汽車吊、挖掘機(jī)等。三、往復(fù)運(yùn)動(dòng)用防塵密封件1無骨架防塵圈：（圖9）特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，成

5、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.雙作用防塵圈：（圖11）特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(rùn)滑油、潤(rùn)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：WO.IMpa旋轉(zhuǎn)速度：W14m/s1.無骨架旋轉(zhuǎn)油封：（圖12）2骨架式旋轉(zhuǎn)油封：圖13）13五、幾種典型的油缸密封形式1、向環(huán)M罔LA罔圖14孔軸全部用UN圈型式（，如圖14）特點(diǎn)：該型式優(yōu)點(diǎn)為成本低、室內(nèi)經(jīng)濟(jì)缸常用。一般用于小型折彎?rùn)C(jī)、剪板機(jī)、注塑機(jī)等。2、導(dǎo)向環(huán)確尢也斯佇列霞板形式（如圖15）：孔用

6、密封：格來圈軸用密封：斯特封特點(diǎn)：低摩擦力、運(yùn)動(dòng)速度高。一般用快速壓床、數(shù)控機(jī)床。2001年九運(yùn)世紀(jì)壇行走油缸采用的就是該密封形式（行走時(shí)，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）：圖17六、油缸設(shè)計(jì)問題1、材料：缸體：低壓缸一一一般為碳鋼，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(shí)，特別在采用霞板密封件時(shí)要求滲碳處理，對(duì)45#鋼缸體一般不能焊接?；钊旱蛪焊滓灰昏T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

7、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）絕不能有刀紋?；钊麠U：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(jì)尺寸配合問題：1、UN圈1）Del工亶:丁一二丁圖IS缸（孔）用（圖18）尺寸BP(Mpa)BP(Mpa)B5D-0.52030D-0.2510D-0.43040D-0.11020D-0.2尺寸D1D100D1=D-1D2100D1=D-2槽寬Hh6HA二h+0.7h6HA二h+1.0HB=HA+檔圈厚度倒角CD16C=2.5D=1630C=3D=3060C=4D=60120C=5D=120250

8、C=6.5D=250400C=8CO2）桿（軸）用（圖19）槽寬Hh6HA=h+0.7h6HA=h+1.0HB=HA+檔圈厚度尺寸B,B1P(Mpa)BB15d+0.5d+2.4510d+0.4d+1.61020d+0.2d+0.82030d+0.2d+0.53040d+0.1d+0.34倒角CD16C=2.5D=1630C=3D=3060C=4D=60120C=5D=120250C=6.5D=250400C=8注：壓力21Mpa情況下，選UN圈時(shí)一般要求加擋圈。UN圈在壓力較低、非長(zhǎng)期使用時(shí)，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。2）3）導(dǎo)向環(huán)（圖20）2、霞板形式1

9、）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+218.11.00.60.60.4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-218.12.251.11.10.50.80.2+11.上n3、帕八O形圈(GB1245-76)(圖23)O形圈斷面直徑BHA1.92.5+0.101.4-0.0