液壓密封件選配方法淺析

劉良生

[摘要] 闡述了福鐵建設(shè)集團(tuán)在液壓件選配過(guò)程中存在的問(wèn)題，通過(guò)分析液壓系統(tǒng),明確對(duì)密封件的特性要求,并根據(jù)要求及各類液壓密封件不同的密封機(jī)理和性能用途,進(jìn)行液壓密封件的合理選配。

[關(guān)鍵詞] 密封件 選配 方法分析

工程機(jī)械配件管理中，如何正確選配液壓密封件是保證工程機(jī)械液壓系統(tǒng)正常工作的重要環(huán)節(jié)。工作實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，通過(guò)分析液壓系統(tǒng)對(duì)密封件的要求，掌握液壓密封件的技術(shù)性能、密封機(jī)理、使用特性，并根據(jù)要求合理選用密封件，是確保液壓系統(tǒng)機(jī)械性能的有效方法。

1 液壓密封件選用過(guò)程中存在的問(wèn)題

在福鐵建設(shè)集團(tuán)甚至許多機(jī)械使用單位的液壓密封件管理過(guò)程中，普遍存在對(duì)液壓密封件相關(guān)知識(shí)掌握不足,缺乏對(duì)液壓系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。因此在密封件的發(fā)放及使用過(guò)程中，常常出現(xiàn)密封件選用不當(dāng)、替代品使用不合理、型號(hào)錯(cuò)誤等,造成液壓系統(tǒng)喪失密封作用的不良后果。

2 分析液壓系統(tǒng)，明確對(duì)密封件的特性要求

2.1液壓系統(tǒng)分析

要正確選用液壓密封件，通過(guò)液壓系統(tǒng)分析，明確液壓系統(tǒng)的工作要求是關(guān)鍵。以液壓缸工作系統(tǒng)為例（如圖1），第一道密封稱為系統(tǒng)主密封，主密封承受系統(tǒng)壓力。第二道密封稱為系統(tǒng)副密封，在正常工作情況下，副密封不承受壓力或只承受很低的壓力。系統(tǒng)主密封的潤(rùn)滑性能應(yīng)該比較好，應(yīng)該能允許一定厚度的油膜通過(guò)，保證在高壓工況下仍有較低的摩擦磨損。系統(tǒng)副密封的低壓密封性能應(yīng)該比較優(yōu)秀，能擋住通過(guò)系統(tǒng)主密封的油膜，保證外泄漏為零。副密封的壓力很低或沒(méi)有壓力，即使?jié)櫥缓?，摩擦磨損仍很低。系統(tǒng)主密封還應(yīng)具有較強(qiáng)的回油能力，帶出的油膜能在活塞桿回程時(shí)被重新泵回系統(tǒng)內(nèi)部，維持動(dòng)態(tài)平衡，防止系統(tǒng)背壓的形成。密封系統(tǒng)主密封和副密封通過(guò)其分工，即主密封在比較理想的潤(rùn)滑狀態(tài)下將系統(tǒng)的壓力降下來(lái)，副密封在低壓或無(wú)壓力的狀況下實(shí)現(xiàn)對(duì)外部的零泄漏，同時(shí)實(shí)現(xiàn)低摩擦、低磨損。 密封系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)低摩擦和零泄漏，關(guān)鍵在于選擇恰當(dāng)?shù)脑髦髅芊夂透泵芊狻Ｈ绻请S意把兩個(gè)元件串聯(lián)起來(lái)組成密封系統(tǒng)，起不到預(yù)期的效果，并有“副作用”---- 即背壓的形成，性能可能還不如使用單個(gè)密封件。

2.2 明確密封件的特性要求

主密封承受系統(tǒng)高壓，應(yīng)具有下列特性(見(jiàn)圖2)：(1)耐高壓，密封件的材料應(yīng)該有高的機(jī)械強(qiáng)度。(2)低摩擦磨損，密封件的材料應(yīng)該有較低的摩擦系數(shù)和較高的耐磨性，密封件的設(shè)計(jì)保證它在較好的潤(rùn)滑工況下工作。(3)回油能力強(qiáng)，保證帶出的油膜在回程時(shí)能帶回系統(tǒng)內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)平衡，防止背壓的形成。(4)泄壓功能，即密封件有單向閥的功能，在系統(tǒng)壓力較低或降為零時(shí)，萬(wàn)一已經(jīng)形成的背壓能馬上降下來(lái)，防止困油現(xiàn)象的出現(xiàn)。

副密封作為第二道密封，承受低壓或不承受壓力，主要功能是擋住通過(guò)主密封的油膜，實(shí)現(xiàn)零泄漏，副密封應(yīng)具有下列特性：(1)低壓密封性能好。(2)低壓時(shí)摩擦磨損小。(3)能短時(shí)間承受系統(tǒng)高壓，即在惡劣工況下形成背壓時(shí)，也能可靠地工作。

3 區(qū)分密封件密封機(jī)理和具有的使用特性

液壓密封件的種類繁多，根據(jù)各自不同的特性選用符合要求的密封件是關(guān)鍵步驟。工程機(jī)械上常用的液壓密封件通常可以歸納為自封式壓緊型液壓密封件、唇形密封件兩大類。

3.1 壓緊形密封件

主要是○形密封圈,圓形密封圈和方形密封圈等。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10%～25%的徑向壓縮變形，并對(duì)密封表面產(chǎn)生較高的初始接觸應(yīng)力，從而阻止無(wú)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強(qiáng)增高而增高的附加接觸應(yīng)力，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(shù)脂擋圈，如尼龍擋圈、聚甲醛擋圈和填充聚四氟乙烯擋圈。

3.2 唇形密封件

主要是由○形密封圈與方形密封圈、U形密封圈、Y形密封圈、YX形密封圈及其他特殊形狀的液壓密封圈的疊加使用構(gòu)成的 。

V形密封圈的密封性能較好，可根據(jù)工作壓力的大小來(lái)確定所用密封圈的數(shù)目，通常須借助于壓蓋的調(diào)整來(lái)補(bǔ)償密封圈的磨損量，其致命的弱點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，通常須由支承環(huán)、密封圈和壓環(huán)三部分組成，其摩擦阻力較大并隨工作壓力和密封圈數(shù)目的增大而增大。因此V形密封圈僅適宜于運(yùn)動(dòng)速度較低而工作壓力較高的液壓缸采用。

U形密封圈的密封性能較好，但單獨(dú)使用時(shí)極易翻滾，因此需與錫青銅質(zhì)支承環(huán)配套使用，其摩擦阻力較大并隨工作壓力的升高而增大。因此Ｕ形密封圈僅適宜于工作壓力較低或運(yùn)動(dòng)速度較低的液壓缸采用。

Y形密封圈是依靠其張開(kāi)的唇部緊貼于密封表面而保持密封的，通?？蓡为?dú)使用，其密封性能較好，摩擦阻力較小，耐壓性能好，工作穩(wěn)定性好，使用壽命長(zhǎng)。因此Y形密封圈適宜于高速變壓、大缸徑、大行程的液壓缸采用。如圖2中的副密封可選用。

YX形密封圈是截面高度與寬度之比大于２并且工作唇與非工作唇不等高的Y形密封圈，它分為孔用YX形密封圈和軸用YX形密封圈，其密封性能一樣，除具有Y形密封圈的一切優(yōu)點(diǎn)外，YX形密封圈單獨(dú)使用時(shí)決不翻滾，進(jìn)一步提高了其耐壓性及工作穩(wěn)定性。因此YX形密封圈特別適宜于高壓、高速變壓及快速運(yùn)動(dòng)的液壓缸采用。如圖2中的主密封可選用此類。

4 總結(jié)

工程機(jī)械物資管理人員在液壓密封管理選配工作過(guò)程中，只有深刻分析系統(tǒng)工作原理和要求，熟練掌握各類液壓密封件的結(jié)構(gòu)形式、密封機(jī)理、材質(zhì)特性、主要性能用途等，才能在維修過(guò)程中為正確選配符合要求的液壓密封件，確保工程機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)正常，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

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