1、液壓密封基礎知識及油缸設計一、液壓密封系統: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,從而使得機構運動不穩(wěn)定,降低容積效率,污染環(huán)境,嚴重時會建立不起壓力,系統不能工作。二、常用的軸用、孔用(往復運動用密封方法: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、液壓馬達等。在油缸中幾乎不采用。2.O形圈密封:(圖2一般用橡膠制成。 優(yōu)點:結構簡單,密封性能良好,摩擦力小。缺點:磨損后不能補償,壽命短。應用:可用于直線往

2、復和回轉運動,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。特點:兩側唇口對稱。 優(yōu)點:結構簡單,安裝相當簡單,使用壓力較高(最高可達40Mpa,密封性能良好,密封性能隨壓力升高而提高,并能自動補償磨損量,摩擦力小,成本低,對油缸的表面要求也不高。缺點:密封圈質量容易材質影響,國產件一般壽命在1-2年。進口件則壽命較長。使用溫度一般<100往復速度:0.5m/s應用:相當廣泛。4.擠壓式密封件密封(即:常見的格來圈及斯特封:(圖4格來

3、圈(圖4 斯特封(圖5 優(yōu)點:結構簡單,使用壓力高(最高可達70Mpa,密封性能良好,密封性能隨壓力升高而提高,并能自動補償磨損量,摩擦力小,成本低,使用溫度可達120,往復速度: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。應用:相當廣泛。5.V形密封件密封:(圖6 由壓環(huán)、密封環(huán)、支撐環(huán)組成。標準系列壓力為10Mpa,重載系列持續(xù)工作壓力可達63Mpa。一般適用于大型液壓油缸。優(yōu)點:耐壓高(最高可達63Mpa,密封性能良好,工作可靠。缺點:摩擦阻力大,調整困難,對油缸要求較高,如活塞桿硬度一般都要求在HRc45以上。應用:在高壓系統中用得較廣泛。如我

4、公司集裝箱事業(yè)部所用的美國太平洋公司產的折彎機油缸。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。應用:往復運動的活塞及液壓缸,如推土機,挖掘機等。 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,可用于負載變化大的場合。應用:汽車吊、挖掘機等。三、往復運動用防塵密封件:1.無骨架防塵圈:(圖9 特點:結構簡單,安裝方便,成本低,油缸工作環(huán)境較好情況下使用。應用:應用相當廣泛。2.骨架式防塵圈:(圖10 特點:結構簡單,安裝方便,成本低,油缸工作環(huán)境較差情況下使用。應用:應用廣泛。 3.雙作用防塵圈:(圖11特點

5、:結構簡單,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。應用:應用廣泛。四、常見旋轉油封:一般用于各種旋轉軸上,以密封各種潤滑油、潤滑脂、水及其他流體,如油泵、液壓馬達,又如輥軋機輥軋軸等。工作壓力:0.1Mpa旋轉速度:14m/s1.無骨架旋轉油封:(圖12 2.骨架式旋轉油封:(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、室內經濟缸常用。一般用于小型折彎機、剪板機、注塑機等。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、數控機床。2001年九運世紀壇行走油缸采用的就是該密

6、封形式(行走時,速度超過1m/s3、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、挖掘機等,圖17: 六、油缸設計問題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:碳素結構鋼,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(軸向絕不能有刀紋。 活塞桿:表面一般要求鍍硬鉻。建筑機械用活塞桿,最低硬度為HRc60。槽內表面:一般為左右。 七、油缸設計尺寸配合問題:1、UN圈1缸(孔用(圖18 尺寸B 尺寸D1 槽寬 倒角C 2 桿(軸用(圖19 槽寬 尺寸B,B1 倒角C 注:壓力21Mpa情況下,選UN圈時一般要求加擋圈。UN圈在壓力