液压密封基础知识及油缸设计

液压密封基础知识及油缸设计 液压密封基础知识及油缸设计 一、液压密封系统: 液压传动是靠密封油腔的容积变化来传递力和速度。密封不良可造成油液泄漏，从而使得机构运动不稳定，降低容积效率，污染环境，严重时会建立不起压力，系统不能工作。 二、常用的轴用、孔用(往复运动用)密封方法: 1( 间隙密封:,图1, 优点:简单，不用任何密封件，摩擦力小。 缺点:不能完全阻止泄漏，且密封性不能随压力升高而提高。 应用:直径较小，压力较低，速度较快，密封性能不是很高的环境，如换向阀、 液压泵(柱塞泵)、液压马达等。在油缸中几乎不采用。 2(O形圈密封:,图2, 一般用橡胶制成。 优点:结构简单，密封性能良好，摩擦力小。 缺点:磨损后不能补偿，寿命短。 应用:可用于直线往复和回转运动，但更多的是用于固定密封，如管路、油缸盖 和缸套间的密封。或适用于低等级、非关键器件。 3(U形密封件密封,即:常用的UN圈或Yx圈,:,图3为孔轴通用, 分类:轴用、孔用、孔轴通用三种。一般选孔轴通用，即UN圈。 1 特点:两侧唇口对称。 优点:结构简单，安装相当简单，使用压力较高(最高可达40Mpa),密封性能 良好，密封性能随压力升高而提高，并能自动补偿磨损量，摩擦力小，成 本低，对油缸的表面要求也不高。 缺点:? 密封圈质量容易材质影响，国产件一般寿命在1-2年。进口件则寿命 较长。 ? 使用温度一般 ,100? ? 往复速度:?0.5m/s 应用:相当广泛。 4(挤压式密封件密封,即:常见的格来圈及斯特封,:,图4, ? 格来圈(图4) ? 斯特封(图5) 优点:结构简单，使用压力高(最高可达70Mpa),密封性能良好，密封性能随 压力升高而提高，并能自动补偿磨损量，摩擦力小，成本低，使用温度可 达120?，往复速度:?15m/s，寿命长。 缺点:? 对油缸的表面要求较高。 2 ? 安装较困难，特别是格来圈，需专用工装。 应用:相当广泛。 5(V形密封件密封:,图6, 由压环、密封环、支撑环组成。 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 系列压力为10Mpa，重载系列持续工作压力可达63Mpa。一般适用于大型液压油缸。 优点:耐压高(最高可达63Mpa),密封性能良好，工作可靠。 缺点: 摩擦阻力大，调整困难，对油缸要求较高，如活塞杆硬度一般都要求在 HRc45以上。 应用:在高压系统中用得较广泛。如我公司集装箱事业部所用的美国太平洋公司 产的折弯机油缸。 6(其他常见密封件密封: ? DAS孔用紧凑型组合密封圈密封(图7) 特点:活塞轴向尺寸短，安装方便，成本低。 应用:往复运动的活塞及液压缸，如推土机，挖掘机等。 ? SPGW活塞组合封密封(图8) 特点:低磨擦力和极好的耐磨性，并且耐液压冲击，可用 于负载变化大的场合。 应用:汽车吊、挖掘机等。 三、往复运动用防尘密封件: 1(无骨架防尘圈:,图9, 3 特点:结构简单，安装方便，成本低，油缸工作环境较好情 况下使用。 应用:应用相当广泛。 2.骨架式防尘圈:,图10, 特点:结构简单，安装方便，成本低，油缸工作环境较差情 况下使用。 应用:应用广泛。 3.双作用防尘圈:,图11, 特点:结构简单，安装方便，并兼有密封功能，油缸工作 环境较好情况下使用。 应用:应用广泛。 四、常见旋转油封: 一般用于各种旋转轴上，以密封各种润滑油、润滑脂、水及其他流体，如油泵、液压马达，又如辊轧机辊轧轴等。 工作压力:?0.1Mpa 旋转速度:?14m/s 1.无骨架旋转油封:,图12, 2(骨架式旋转油封:,图13, 五、几种典型的油缸密封形式 4 1、 孔轴全部用UN圈型式,～如图14, 特点:该型式优点为成本低、室内经济缸常用。一般用于小型折弯机、剪板机、 注塑机等。 2、霞板形式,如图15,: 孔用密封:格来圈 轴用密封:斯特封 特点:低摩擦力、运动速度高。一般用快速压床、数控机床。2001年九运世纪 坛行走油缸采用的就是该密封形式(行走时，速度超过1m/s) 3、UN和霞板混合式,如图16, 4、重型、环境较恶劣、油缸受较大的径向力的密封型式,如汽车吊、挖掘机等～ 图17,: 5 六、油缸设计问题 1、 材料: ? 缸体:低压缸——一般为碳钢，也可用铝合金、青铜、不锈钢。 中高压缸——碳钢，如20#、35#、45#无缝钢管等。采用20#钢作缸体， 在要求较高时，特别在采用霞板密封件时要求渗碳处理，对45#钢缸 体一般不能焊接。 ? 活塞:低压缸——铸铁、碳钢、铝合金、不锈钢均可 中高压缸——碳钢、铸钢、铸铁 ? 活塞杆:碳素结构钢，如45#、35#钢。 2、表面光洁度: ? 缸体:且不得有明显纵横向刀纹，特别注意纵向(轴向)绝 不能有刀纹。 ? 活塞杆:表面一般要求镀硬铬。建筑机械用活塞杆，最低硬度 为HRc60。 左右。 ? 槽内表面:一般为 七、油缸设计尺寸配合问题: 1、 UN圈 1)缸(孔)用(图18) 6 尺寸B P(Mpa) B P(Mpa) B <5 D-0.5 20,30 D-0.2 5,10 D-0.4 30,40 D-0.1 10,20 D-0.2 尺寸D1 D < 100 D1=D-1 D?100 D1=D-2 槽宽H h < 6 HA=h+0.7 h?6 HA=h+1.0 HB=HA+档圈厚度 倒角C D < 16 C=2.5 D=16,30 C=3 D=30,60 C=4 D=60,120 C=5 D=120,250 C=6.5 D=250,400 C=8 2) 杆(轴)用(图19) 槽宽H h < 6 HA=h+0.7 h?6 HA=h+1.0 HB=HA+档圈厚度 7 尺寸B，B1 P(Mpa) B B1 <5 d+0.5 d+2.4 5,10 d+0.4 d+1.6 10,20 d+0.2 d+0.8 20,30 d+0.2 d+0.5 30,40 d+0.1 d+0.34 倒角C D < 16 C=2.5 D=16,30 C=3 D=30,60 C=4 D=60,120 C=5 D=120,250 C=6.5 D=250,400 C=8 注:? 压力?21Mpa情况下，选UN圈时一般要求加挡圈。 ? UN圈在压力较低、非长期使用时，为降低成本和方便安装，在D 确定的情况下，d尽量选大，h则选小。 3)导向环(图20) 2、霞板形式 1)轴用阶梯圈(斯特封)(图21) 8 S 活塞杆直径d B G 0,20MPa 20,40MPa 20,36 d+11 4.2 0.6,0.3 0.3,0.2 40,180 d+15.5 6.3 0.8,0.4 0.4,0.2 200,630 d+21 8.1 1.0,0.6 0.6,0.4 2)孔用方形圈(格来圈) S 油缸直径D B G 0,10MPa 10,20MPa 20,40MPa 40,70 D-11 4.2 1.75,0.9 0.9,0.4 0.6,0.1 80,125 D-15.5 6.3 2.0,1.0 1.0,0.4 0.8,0.2 140,320 D-21 8.1 2.25,1.1 1.1,0.5 0.8,0.2 3、O形圈,GB1245-76,,图23, O形圈断面直径 B H A +0.10-0.05+0.10 1.9 2.51.42.6 +0.15-0.05+0.10 2.4 3.21.8 3.2 +0.15-0.05+0.203.1 4 2.4 4.2 +0.15-0.05+0.253.5 4.5 2.7 4.7 +0.20-0.05+0.30 5.7 7.54.5 7.6 +0.20-0.10+0.40 8.6 116.9 11.5 9 10