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o型密封圈在液压元件中的应用有哪些

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o型密封圈在液压元件中的应用有哪些

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  • 发布时间:2022-09-26 08:01
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o型密封圈在液压元件中的应用有哪些

目前外泄漏主要有两种形式,一是界面的泄漏,指液压油在压力差的作用下,通过密封面的间隙产生的泄漏,这是液压元件最常见的泄漏;二是渗漏,指液压介质在表面张力或压差的作用下,通过毛细缝隙产生泄漏,如铸件的组织疏松、气孔、砂眼等产生的渗漏。外泄漏会导致流体浪费和污染环境,尤其液压元件的外观。在设计和制造高端液压元件中, 要求各密封部位性能有效,密封优良,在静密封处要达到无泄漏,并向零泄漏发展。整个密封系统要稳定可靠,使用寿命长,并且维修方便。

液压元件泄漏分析及措施

 

密封部位的全面质量管理是保证密封性能的关键, 任何环节的质量保证不严, 都会导致密封的不稳定,产生泄漏现象;主要通过以下环节进行控制,包括液压元件壳体材料的选取、密封部位的设计、制作精度、密封件的选取和质量、装配的方法等因素。

 

1)液压元件壳体材料的选取

 

对于液压元件中很多的壳体,如液压泵、马达、阀的壳体和端盖等,基本为黑色金属铸件,材料应具有较高的抗拉、抗压的机械性能,有一定的弹性,有硬度、有恢复变形的能力,抗弯曲强度高,变形小。主要材料为灰口铸铁、球墨铸铁,选用灰口铸铁材料时要考虑抗压强度、抗弯强度、弹性,多选用HT250 和HT300。球墨铸铁主要要求抗拉强度和延伸率, 能更好地适应液压系统的冲击工况,一般选取QT450-10 或QT500-7。

 

液压元件的密封失效, 在很多情况下是由于液压元件壳体的材质造成的。o型密封圈平面静密封为例,渗漏产生的根源是间隙造成的, 液压元件的壳体在高压情况下会产生变形, 这个变形会使在密封部位产生间隙,o型密封圈则通过变形弥补而进行密封,而当间隙过大时,就会出现o型密封圈切边、损坏等现象,进而短期内密封失效。这种高压下的微小变形对密封的影响不大,如果变形过大产生了可见的间隙,可以用塞尺进行测量,在液压元件的应用中如果间隙大于0.02mm,极易产生泄漏(见图1)。在长期使用的情况下,壳体材料如果抗弯曲强度不够,或者弹性差,在交变的高压下也会产生性变形,这样在零件结合面就慢慢地产生间隙,间隙过大后,就会出现o型密封圈切边、损坏等现象,进而密封失效。

 

2)外密封部位的设计和制作

 

设计密封结构时, 首先要确定液压元件使用的工况, 包括密封为动密封或静密封, 密封位置的压力、介质、温度等;其次要选用合适的密封型式,包括选用的密封件、密封结构有关的尺寸、几何精度、表面粗糙度等。另外拧紧螺栓的规格、分布、拧紧力矩都有充分考虑。以o型密封圈平面静密封为例, 消除密封面的间隙为解决泄漏的首要措施, 提高密封系统零件结合面平面度和粗糙度,将结合面间隙控制在允许范围内。一般在100mm2 内的平面度要求为0.01mm 以内, 在加工的时候尽量采用一次性加工,避免产生接刀痕迹,接刀痕采用粗糙度仪是测不出来的。另外整个配合面要通过抛光去除高点和毛刺。

 

o型密封圈的沟槽设计要充分考虑到参照相关标准,一般在计算沟槽时,o型密封圈的压缩率取10%~30%,填充料为75%~90%。在交变及脉冲的情况下,沟槽的底面和侧面的表面粗糙度应在Ra1.6 以内,以降低密封件磨损,提高使用寿命。

 

3)o型密封圈的选取

 

o型密封圈作为填充材料在液压密封的形式中, 使用最为广泛, 该种成型的密封件受到挤压作用发生弹性变形,与其接触的密封面上受到接触压力,该压力大于被密封液压油的压力,而阻止泄漏;o型密封圈将随着压力上升变形挤压力越大,从而能实现密封。o型密封圈具有耐油性、耐压性、耐热耐寒性、耐磨性、低的压缩变形率等特点。

o型密封圈选取一般包括规格、材料、硬度、压缩变形率等。o型密封圈的规格根据沟槽的尺寸确定,要充分考虑压缩率和填充量。材料选取一般根据使用的环境温度确定,常用的材料包括丁腈橡胶、氟橡胶等,丁腈橡胶是广泛使用的材料,具有好的耐矿物油性,使用的温度范围为-30℃~120℃。氟橡胶具有的耐油和耐热性,使用的温度范围为-15℃~220℃。硬度的选取根据o型密封圈使用的压力确定和材料的变形确定,常用的硬度有HS70、HS90, 硬度为HS70 的o型密封圈常用在压力在30MPa 以内的场所,硬度为HS90 的o型密封圈常用在压力大于30MPa 的高压场所。o型密封圈的低压缩性变形率也是保证密封的关键,跟o型密封圈的材料、使用时间、使用温度、线径等相关,一般使用时间越长、使用温度越高, 线径越细越容易出现压缩性变形,o型密封圈的压缩变形率关系到密封的使用寿命。

 

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