液壓橡膠塞封件的結(jié)構(gòu)性能及使用

1、液壓橡膠塞封件的結(jié)構(gòu)性能及使用  液壓橡膠密封件是機(jī)械產(chǎn)品的基礎(chǔ)元件，幾乎每個(gè)液壓產(chǎn)品都離不開它，廣泛應(yīng)用于汽車、摩托車、工程機(jī)械、通用機(jī)械。密封件用來防止液體泄漏，防止空氣和污染物進(jìn)人系統(tǒng)和元件內(nèi)部造成油液污染，以提高產(chǎn)品效率與性能。    1 液壓橡膠密封件的使用性能及密封機(jī)理    1.1 液壓橡膠密封件的使用性能    液壓橡膠密封件的使用必須滿足以下性能：一是泄漏量極小。要求液壓密封件的泄漏量極小，具有良好的密封作用，并隨液壓油的壓力增高而自動(dòng)提高其密封作用，即使在高壓及高溫等惡劣工作

2、環(huán)境下，液壓密封件的泄漏量也無明顯的增加；二是良好的相容性。因液壓密封件長(zhǎng)期浸泡在液壓油中，極易溶脹、溶解或脆化變硬等，使之喪失密封作用，因此要求液壓密封件對(duì)液壓油具有良好的相容性；三是摩擦阻力小。為避免或減少液壓設(shè)備產(chǎn)生低壓爬行等不良現(xiàn)象，要求液壓密封件具有較低的靜摩擦阻力和動(dòng)摩擦阻力，并且其摩擦系數(shù)應(yīng)非常穩(wěn)定；四是使用壽命長(zhǎng)。液壓密封件應(yīng)具有良好的彈性、耐熱性、耐寒性、耐壓性、耐磨性及一定的物理機(jī)械強(qiáng)度等，并且使用壽命長(zhǎng)；五是是價(jià)格低廉。液壓密封件應(yīng)易于制造和安裝，其相應(yīng)的密封槽又易于加工制造，對(duì)密封表面的加工精度等要求又較低，并且低格低廉。    對(duì)密封的基

3、本要求是密封性好，安全可靠，壽命長(zhǎng)，并應(yīng)力求結(jié)構(gòu)緊湊，系統(tǒng)簡(jiǎn)單，制造維修方便，成本低廉。大多數(shù)密封件是易損件，應(yīng)保證互換性，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，系列化。    1.2 液壓橡膠密封件的密封機(jī)理    密封可分為靜密封和動(dòng)密封兩大類。靜密封主要有墊密封、密封膠密封和直接接觸密封三大類。動(dòng)密封可以分為旋轉(zhuǎn)密封和往復(fù)密封兩種基本類型。    按密封件與其作用相對(duì)運(yùn)動(dòng)的零部件是否接觸，可以分為接觸式密封和非接觸式密封。一般說來，接觸式密封的密封性好，但受摩擦磨損限制，適用于密封面線速度較低的場(chǎng)合。非接觸式密封的密封性較差

4、，適用于較高速度的場(chǎng)合。    密封件的密封機(jī)理涉及兩個(gè)因素，一個(gè)是腔體的密封，主要是密封件外緣(靜態(tài)部件)在腔體中的定位；二是密封唇口與旋轉(zhuǎn)軸表面接觸的動(dòng)態(tài)密封，這是密封件的最重要功能。    密封件的密封唇接觸區(qū)的密封機(jī)理對(duì)密封件所起的密封功能具有極其重要的意義，它取決于：密封唇的設(shè)計(jì)；彈性材料的結(jié)構(gòu)；軸表面的粗糙度等。密封唇的徑向力、密封唇的角度設(shè)計(jì)和唇尖與彈簧中心的距離設(shè)計(jì)的綜合作用，產(chǎn)生了一種對(duì)軸面不對(duì)稱分布的接觸壓力：在油側(cè)壓力最大并陡升增加；在空氣側(cè)壓力呈小角度衰減。在過盈量(密封唇的內(nèi)徑在自由狀態(tài)、無負(fù)荷情況下設(shè)計(jì)為比

5、軸的直徑略小)的配合下，接觸壓力的這種不對(duì)稱分布，與旋轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生的圓周環(huán)形緊箍力的聯(lián)合作用，導(dǎo)致密封唇接觸區(qū)的結(jié)構(gòu)特性變形。這種密封彈性體變形結(jié)構(gòu)是油封試運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)形成的，對(duì)密封性能起著決定性作用。因此，密封件需要一個(gè)試運(yùn)轉(zhuǎn)的磨合期。螺旋線的影響加上軸的旋轉(zhuǎn)，由這種變形構(gòu)造產(chǎn)生向油側(cè)的泵吸作用。    密封件密封唇口滑動(dòng)面的摩擦特性受流體的粘度與滑動(dòng)速度支配，在這個(gè)滑動(dòng)面上有油膜存在。密封件與軸的相互滑動(dòng)表面就在這個(gè)油膜分離的潤(rùn)滑狀態(tài)下運(yùn)動(dòng)，因此保持摩擦力小，磨損少。在密封件滑動(dòng)接觸面上油的流動(dòng)是從大氣側(cè)流向油側(cè)又從油側(cè)流向大氣側(cè)的循環(huán)?；瑒?dòng)面的潤(rùn)滑良好，可防止磨損的進(jìn)

6、行，由此沒有泄漏?？梢姡瑢?duì)油封密封唇唇口材料，唇部形狀這兩個(gè)因素進(jìn)行微妙控制從而影響密封件的潤(rùn)滑特性和密封原理，是至關(guān)重要的。    常用的自封式壓緊型液壓密封件主要是O形密封圈，圓形密封圈和方形密封圈等，它們具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于制造、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，因此它們是液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的動(dòng)密封元件和靜密封元件。它們安裝在密封槽內(nèi)通常產(chǎn)生1025%的徑向壓縮變形，并對(duì)密封表面產(chǎn)生較高地初始接觸應(yīng)力，從而阻止無壓力液體的泄漏。液壓缸工作時(shí)，壓力液體擠壓自封式壓緊型液壓密封件，使之進(jìn)一步變形，并對(duì)密封表面產(chǎn)生較大的隨壓力液體的壓力，嚴(yán)格地說應(yīng)為壓強(qiáng)。增高而增高的附加接觸應(yīng)力

7、，并與初始接觸應(yīng)力一起共同阻止壓力液體的泄漏。但當(dāng)工作壓力大于10MPa時(shí)，為了避免合成橡膠質(zhì)自封式壓緊型液壓密封件的一部分被擠入密封間隙而在液壓缸往復(fù)運(yùn)動(dòng)中被切掉而造成泄漏，須在合成橡膠質(zhì)自封式壓緊型液壓密封件的受壓側(cè)各設(shè)置一合成樹脂擋圈，如尼龍擋圈、聚甲醛擋圈和填充聚四氟乙烯擋圈。由于合成橡膠質(zhì)自封式壓緊型液壓密封件工作時(shí)具有較大的壓縮變形，因此其靜摩擦阻力特別大，通常為其動(dòng)摩擦阻力的兩倍多。如此大的靜摩擦阻力在一些低壓液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中勢(shì)必造成低壓爬行及操作困難等不良現(xiàn)象，這正是自封式壓緊型液壓密封件很小單獨(dú)用作動(dòng)密封件的原因。    2 液壓橡膠骨架油封和防塵

8、圈的用途及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)    2.1 液壓橡膠骨架油封的用途及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)    油封是用于密封機(jī)械設(shè)備中旋轉(zhuǎn)軸的封油用密封元件，而腔體基本上是靜止的，所以油封又稱旋轉(zhuǎn)軸唇形密封圈。根據(jù)安裝孔和密封軸所要求的同軸度確定是內(nèi)骨架油封或外骨架油封；根據(jù)工作環(huán)境溫度的來確定骨架油封所采用的材質(zhì)；外骨架油封，俗稱鐵殼油封。由于其精確的同軸度，被廣泛用于精密機(jī)械設(shè)備或要求軸高旋轉(zhuǎn)同軸度的密封系統(tǒng)。對(duì)于大型重械設(shè)備所選用的骨架油封一般都要求有較高的鋼性，因此應(yīng)優(yōu)先選用SB、TB型油封。當(dāng)對(duì)油封的鋼性有更高的要求時(shí)，推薦選用SA、TA型外骨架油封。對(duì)于旋轉(zhuǎn)

9、扭矩較低的轉(zhuǎn)軸，如小型電機(jī)，應(yīng)選用不帶彈簧的骨架油封：VC、VB、KV、KB型。骨架油封一般用在高、低速旋轉(zhuǎn)軸，最高旋轉(zhuǎn)線速度15m/s、往復(fù)運(yùn)動(dòng)最高速度簇0.1m/s。工作壓力0.05MPa。   機(jī)械的摩擦部分由于在機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有油進(jìn)入，為防止這些油從機(jī)械的間隙中泄漏而使用油封，并且除了油以外還需要防止水與化學(xué)藥液的泄漏以及塵埃及土砂從外部侵人，這時(shí)候也要用到油封的密封狀態(tài)，一是油封外緣和腔體之間為靜態(tài)密封，同時(shí)保證油封外緣在腔體之間的可靠定位。二是油封密封唇和軸之間的密封狀態(tài)，當(dāng)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)為動(dòng)態(tài)密封，當(dāng)軸靜止時(shí)為靜態(tài)密封。各種影響因素的綜合作用及其相互作用，都對(duì)油封的密封

10、性能和使用壽命產(chǎn)生了很大影響。    油封主要由密封體、加強(qiáng)骨架和自緊螺旋彈簧等幾部分組成。密封體按照不同部位又分為底部、腰部、刃口和密封唇等。金屬骨架就如同混凝土構(gòu)件里面的鋼筋，起到加強(qiáng)的作用，并使油封能保持形狀及張力。通常，在自由狀態(tài)下的骨架油封，其內(nèi)徑比軸徑小，即具有一定的“過盈量”。因此，當(dāng)油封裝入油封座和軸上之后，油封刃口的壓力和自緊螺旋彈簧的收縮力對(duì)軸產(chǎn)生一定的徑向緊力，經(jīng)過一段時(shí)間運(yùn)行后，該壓力會(huì)迅速減小乃至消失，因而，加上彈簧可以隨時(shí)補(bǔ)償油封自緊力。油封外緣使油封在腔體孔內(nèi)固定的同時(shí)，起防止流體從油封外周面與腔體內(nèi)表面的接觸面之間泄漏及侵人的作用。另外金屬骨架是當(dāng)油封固定在腔體內(nèi)時(shí)，起保持配合力的作用。密封唇部是柔性彈性體，設(shè)計(jì)成對(duì)機(jī)械的震動(dòng)及密封流體的壓力變動(dòng)的影響下仍可保持穩(wěn)定的密封作用，并起到保持唇部與軸表面穩(wěn)定接觸狀態(tài)的作用。彈簧可提高密封唇向軸的壓緊力，起維持此壓緊力的作用。唇端部被制作成斜鍥形狀，在端部處按壓軸表面，起密封流體的作用。防塵唇是沒有與彈簧連接的副唇，起防止塵埃侵人的作用。油封外部為圓筒形用來保證