液压密封件的定义、类型、功能及其应用

液压密封件的定义、类型、功能及其应用

密封件简介：

压力油在每个液压回路中移动。由于油是液体，它有“泄漏”的趋势，这种漏油会导致：

?液压回路效率损失

?在泄漏期间，油没有做任何工作就出来了，因此是功率损失

?有时会因泄漏而导致温度升高

?液压油价格昂贵，因此一旦泄漏就会造成金钱损失

?如果泄漏的油滴在热表面上，则有可能发生火灾。因此存在泄漏引起的火灾隐患

?当泄漏的油落在地面上时，它变得很滑，有发生事故的可能性

密封件定义：

密封件是防止液压元件漏油并保护系统免受灰尘和污垢影响的介质或元件。机械密封是一种通过防止泄漏来帮助将系统或机构连接在一起的装置。

密封件分类：

根据应用的性质：

液压回路中使用的密封件类型有静态密封和动态密封。

静态密封：

彼此不相对移动的配合部件之间使用的密封件称为静密封件。这些密封件被压缩在两个刚性连接的部件之间。由于在拧紧螺栓时施加压力，这些密封件可制成防漏接头。在压力下，密封材料流动并填充表面的不规则处，使接头防漏。静态密封通常称为垫圈，通常由可压缩的平板材料（如纸、软木、橡胶或石棉）切割而成。厚度范围从0.25毫米到3毫米。该图显示了在金属环中模制的静态法兰接头和橡胶密封件。O 形圈静态密封件是用于静态应用的简单且用途最广泛的密封件。O 形圈的横截面可以制成圆形、矩形或 U 形圈。

动态密封：

相对运动的配合部件之间的密封称为动态密封。这些密封件会在配合部件之一摩擦密封件时受到磨损。这些密封件可防止移动部件周围发生泄漏。例如：活塞环、旋转轴和往复轴上的 O 形环。

动态密封件的类型：

1.O 型圈

2.唇形密封件

3.活塞密封碗

4.活塞环

5.雨刷环

根据密封程度：

1、正面密封：要求密封100%防漏，不许漏油时。
2、非强制密封：当密封允许有微量漏油时，用于阀芯和阀门运动部件的润滑。

基于形状的密封件分类：

a) ‘O’ 型环密封
b) ‘V’ 型环密封
c) U 型填料密封
d) T 型环密封
e) 杯形密封

“O”形圈密封：

该图显示了一个“O”形密封圈。这些是最常见和最简单的密封件，具有圆形横截面，如“O”。因此称为 O 形圈，用作静态和动态密封。O 形圈使用的材料是合成橡胶，并由其 ID/OD 指定。圆形横截面是非刚性密封件。

“V”形密封圈：

V 型密封圈也被称为“V”型包装。它通常用于液压系统。这些密封件可分件提供，以便于组装和特定尺寸。它的横截面类似于字母“V”。如图所示，两端有公母适配器。在 V 型密封环之间可以组装。

它们由用棉、石棉增强的氟碳制成，或由用石棉增强的氯丁橡胶制成。

U-型填料密封：

U-型填料密封在各种应用中用途最广，可用于内径或外径活塞密封。U型填料有矩形截面形状，以适应活塞密封。

?长唇U型填料： 适用于偏心作业。

?短唇 U 型填料：适用于压力系统。

U 型密封件通常由皮革或织物增强橡胶制成。这些密封件是平衡密封件，不需要像 V 形环密封件那样的铆接。

T形密封圈：

这些是非常现代的密封件。这些密封件可以作为 “O “型圈安装。但是，这些密封件作为静态和动态密封件同样有效。T型环密封件可以用在管路和活塞上。

杯形密封：

这些密封件最常用于活塞，如图所示。这些密封件可以承受高达 700 bar 的更高压力。这些密封件使用的材料是聚氨酯或皮革。对于低压应用，使用氯丁橡胶。

各类密封件的作用：

1)正密封：不允许任何泄漏，而非正密封允许少量内部泄漏
2) “O”形圈：是一种静态密封，可在高压下提供非常有效的密封
3) 四环密封：用途广泛，既可用作静态密封，也可用于旋转和往复运动
4) V-填料密封：几乎能够承受所有压力
5）U型填料密封：用于各种动态密封
6) 杯形填料密封：专门用于低压和高压液压和气动应用中的活塞密封
7) 复合密封件：是各种类型的组合，以成套的形式用于特殊应用

密封件选择的因素：

1) 系统中使用的流体类型
2) 系统在工作条件下的最高温度
3) 预期的功能可靠性
4) 密封件的成本
5) 系统的工作压力
6) 环境条件

密封件的一般功能：

1) 防止漏油
2) 保持压力
3) 防止系统受到污染
4) 长期提高组件的功能可靠性
5) 提高系统的工作寿命

密封失效的原因：

1) 密封材料与油的不相容性
2) 执行器的速度低
3) 如果密封件安装不正确，则密封件可能会失效
4) 油的高温会烧毁密封件
5) 如果密封件被过度挤压，则它可能会失效

选择密封件应考虑的因素：

1. 轴速

允许的最大轴速是由轴的光洁度、跳动、壳体孔和轴的同心度、被密封的液体类型以及油封材料的类型决定的。

2. 温度

安装密封件的机构的温度范围不得超过密封件弹性体的温度范围。

3.压力

大多数传统密封件仅设计用于承受非常低的压力应用（约 8 psi 或更小）。如果存在或预期存在额外的内部压力，则需要泄压。

4. 轴硬度

如果轴的洛氏（RC）硬度为30或更高，可以预期有更长的密封寿命。当暴露在研磨性污染中时，硬度应提高到RC60。

5. 轴表面光洁度

最有效的密封是通过最佳的轴表面光洁度获得的。密封效率受精加工刀痕和螺旋导程方向的影响。最好的密封效果是用抛光或研磨过的轴和同心（无螺旋导程）的精加工痕迹来获得。如果你必须使用带有螺旋形光洁度的轴，当轴旋转时，它们应该朝向流体。

6. 同心度

当内孔和轴心错位时，密封件的寿命会缩短，因为磨损会集中在密封唇的一侧。

7. 轴和孔公差

最好的密封性能是在轴和孔的公差接近的情况下实现的。其他因素包括轴的偏心率、端面运动和振动。

8. 跳动

跳动必须保持在最低限度。旋转中心的移动通常是由轴承摆动或轴摆动引起的。当加上不同心时，这个问题就复杂化了。与流行的看法和惯例相反，挠性联轴器的安装无法纠正或补偿不同心。

9. 润滑剂

密封件在连续使用对应用来说具有正确粘度并且与密封圈唇部弹性体材料兼容的油进行润滑时，其性能要好得多，时间也更长。不应忽视对密封件不相容性的考虑，特别是与某些添加剂和一些合成润滑油的不相容性。

密封件常见故障的原因：

1、安装不当是造成液压密封件失效的主要原因。密封件安装过程中需要注意的重要事项是： (a) 清洁 (b) 保护密封件不被划伤 (c) 适当的润滑

2. 液压系统污染是液压密封件失效的另一个主要因素
3. 密封件材料的化学分解
4. 热降解问题可能涉及到减少密封件寿命

密封件失效原因：

(a) 间隙过大：运动部件之间过大的间隙会导致O 型圈和其他环的挤压，降低密封件的性能
(b) 流体温度：流体的过高工作温度可能会导致密封磨损
(c) 损坏或磨损的零件：导致密封件安装不正确。
(d) 密封材料和油的不相容性：当油的类型选择不当时
(e) 过大的侧向载荷/过载： 导致活塞杆晃动，使密封件脱位
(f) 振动： 由于弯曲的轴、破损的叶片、错位或损坏的轴承、有缺陷的联轴器等引起的

密封件的应用：

?静态密封件： 这些密封件用于储罐、齿轮箱、储罐的主体和外壳/盖子的装配等。

?动态密封件： 这些密封件用于配合部件有相对运动的应用。因此适用于活塞和气缸、旋转轴和主体、摆动或有限旋转液压马达等应用。

?杯形密封件：用于密封件必须承受高达 700 bar 的更高工作压力的场合。v-型填料和u-型填料密封用作ID杆或OD活塞密封。

?O 形圈： 用作静态和动态密封。

?用于不同目的的所有密封件的一般应用：液压泵、液压马达、液压执行器、阀门、过滤器、储液罐。