工程机械液压系统用成型填料密封的结构特点与应用.docVIP

工程机械液压系统用成型填料密封的结构特点与应用 1.1 功用与要求 ?????????? 在工程机械用液压元件及液压系统中，密封装置用来防止液 压油的泄漏及外界灰尘、异物的侵入，以保证液压元件和液压系 统建立起必要的压力、提供充足的流量，使其能够正常地工作。 ??????????? 密封装置应能满足以下几点要求：在一定的压力、温度范围 内具有良好的密封性能；与运动件之间的摩擦力小，摩擦系数稳 定；抗腐蚀能力强，不易老化，工作寿命长，耐磨性好且磨损后密封性能在一定程度上能自动补偿；结构简单，价格便宜，使用 与维护方便。??1.2 种类和特点 ??????????? 工程机械用液压元件和液压系统中使用的密封装置种类很多，如垫密封、机械密封、油封 密封、胀圈密封、防尘密封和成型填料密封等。其中应用最多的 是成型填料密封，它既可以用于静密封，也可用于动密封，但用 于动密封居多。 ?????????? 工程机械用液压元件和液压系统中，常用的成型填料密封及 其特点见表1。????????????????????????? ??????????? 2 成型填料密封 ??????????? 成型填料密封泛指用橡胶、塑料、皮革和金属材料经模压或 机加工成型的环状密封圈，其中应用最多的是橡胶密封圈。成型 填料密封中的填料，是依靠机械压紧力或介质压力作用下产生的 ????????????? 弹性变形而阻断流体泄漏通道的。其结构简单，密封效果好，品种规格多。按工作特性成型填料 密封分为挤压型和唇形两类；按形状又可分为O形、V形、U形、Ｌ形、Ｊ形和Ｙ形等。???????2.1 O形密封圈 ??????????? O形密封圈简称O形圈、工程机械用液压元件及液压系统中 最常用的是橡胶O形圈。它成本低廉，密封性好，使用范围宽。例 如，工作压力以1.333×10-5到400MPa，温度从-60到200。 ????????????? 实践证明，O形橡胶圈有如下优点：密封部位结构简单，安装部 位紧凑，质量轻；有自封作用，往往只用一个密封件便能完成密 封；密封效果好——用于静密封时几乎可以实现“零泄漏”，用于往复运动密封时其密封性能不变、介质泄漏量甚少；运动阻力很小，对压力交变的工作条件适应性好；O形密封圈尺寸及安装 沟槽（形状、尺寸、技术要求等）已标准化，便于采购、安装和维修。 ??????????? O形橡胶圈密封机理，如图1所示。???????????????????????????? ????????????? a)—平垫片工作时接触应力分布;b)—O形图初始接触应力;c)—密封面上的接触应力变化图a是平垫圈工作时的接触压力均匀分布，若介质内压Pi大于接触压力，则有可能发生泄漏。而O形橡胶圈的初始接触压 ????????????? 力是非均布的（图b），工作时在内压作用下O形橡胶圈沿作用力方向移动，并改变截面形状，密封面上的接触压力也相应变化 (图C)，其最大值Pmax大于介质内压，所以不发生泄漏。这种借助于介质本身压力来改变O形橡胶圈接触状态，使之实现密封的过程，称为“自封作用”。实践证 明，自封作用对防止泄漏是十分有效的。因此，在安装O形橡胶圈时应使其有一定的压缩变形。???????????但应注意的是，O形橡胶圈的自封作用是有限度的。当内压过高 时，会出现O形橡胶圈的“胶料挤出”（橡胶嵌 入缝隙中）现象。此时虽然O形橡胶圈仍能维持密封，但实际已经损坏。???????????? 制做O形密封圈的橡胶材料有许多种，它们适用于不同的 工作条件(见表2)。因此在实际应用中，应根据使用条件选择合适橡胶材料制做的O形密封圈。???????????????????????????????????? 2.2 V形密封圈 ??????????? V形密封圈是一种唇形密封圈，多用于往复运动的活塞或活 塞杆的密封。V形密封圈多数情况下与压环、支撑环组合使用(见图2)，压环和支撑环一般用较硬的胶布压制，中间的V形圈用丁腈橡胶压制。这种组合式的V 形密封圈能提供很高的稳定性和较好的耐磨、耐压性。?????????????????????????????????????? 在自由状态下，V形圈的唇部外径大于填料腔的内径，唇口 的内径小于活塞杆的外径（图a），这样装配后便产生一定的变形。由于支撑环的作用，这种变形只发生在唇口部位，并与其接 触部位产生压力，即使不施加压紧力，唇口也能封住一定的内 压，此即唇口的自封作用。介质的内压使唇口改变接触状态并加大接触应力，使唇部与活塞杆贴合得更紧密，因此阻止了介质泄 漏。由此可见，V形密封圈的密封机理是唇部的自封作用和填料 的密封作用的组合。 ??????????? V形密封圈的V形圈数量取决于密