液压油缸的初步知识与装配.ppt

液压知识,河北省巨鹿县黄山液压件厂,密封件初步认识 密封件的装配,液压密封件材料介绍,1、丁晴橡胶：代号“NBR”，主要特点：耐油性能好，能和大多数矿物基油及油脂相容，但不适用于磷酸酯系列液压油及含极性添加剂的齿轮油。工作温度在-40+ 120，主要用途是制作O型圈、油封等，适用于一般液压油。 2、橡塑复合：代号：“RP”，主要特点：材料的弹性模量大，强度高，其余性能同NBR，工作温度在-30+ 120主要用途是制作O型圈、Y型圈、防尘封等，应用于工程机械液压系统的密封。 3、氟橡胶：代号“FKM或FPM”，主要特点：耐热、耐酸碱及其它化学药品，耐油（包括磷酸酯系列润滑油），适用于所有润滑油和液压油。工作温度在-20+ 200，主要特点：耐高温、耐天候、耐臭氧和化学介质，几乎耐所有的矿物基和合成基液压油、但遇蒸汽、热水或低温场合、有一定的局限，也就是说它的低温性能有限。 4、硅橡胶：“PMQ或VMQ”，主要特点：耐热、耐寒性好，压缩永久变形小，但机械强度低，只适用于静密封。,5、聚四氟乙烯：代号“PTFE”，主要特点：化学稳定性好，耐热、耐寒性好、耐油、水、气、化学药品等各种介质，机械强度较高，耐高压、耐磨性好。摩擦系数极低，自润滑性好、纯聚四氟乙烯一般不能用作液压密封材料，只有填充型的PTFE才能使用，常用的有青铜粉填充和玻璃纤维填充，这些填充剂降低热膨胀系数，改善热传导能力，增加耐磨性，提高性能。PTFE没有弹性，所以它总是与橡胶弹性体一起使用。主要用途：用于制造密封环、耐磨环、导向环（带）为机械上最常用的密封材料，广泛的应用于工程机械、轻工机械等几乎各个行业。 6、尼龙：代号“PA”，主要特点：耐油、耐磨性好，抗压强度高，抗冲击性能强，但尺寸稳定性差。工作温度在-40+ 120，主要用途：用于制作导向环、导向套、支撑环、压环、挡圈等。 7、聚氨脂：代号“PU或PUR或AU”，主要特点：具有非常好的机械特性、压缩变形小、拉伸强度高、剪切强度、抗挤压强度以及耐磨性能都非长高，工作温度在-30+ 100，主要用途：常用于制造液压系统中的往复密封，如“Y”形圈、“U”形圈等。,各种密封圈,1、UHS系列（轴用聚氨脂油封）,右侧图为常用的聚氨脂油封 适宜的速度：0.5m/S,此种密封圈唇口之间有额外的润滑剂（液压油），故大大的降低了摩擦和磨损，在有些情况下，这种密封甚至可以代替价格昂贵的串联装置，主要的优点在于耐磨性极好，耐冲击、抗挤出，压缩变形小，提高了零压力下的密封性能，适用于最苛刻的工作条件，极好的防止空气的进入，从而达到良好的密封效果。,2、UHS系列（孔用聚氨脂油封）,右侧图为常用的聚氨脂油封 适宜的速度：0.5m/S,注： 通常情况下，轴用和孔用的UHS系列聚氨脂油封虽然内外唇口没有高低，但轴用与孔用聚氨脂油封并不通用。,3、轴用阶梯圈,该轴用阶梯圈性能和用途：由一个低摩擦的填充聚四氟乙烯（PTFE）环和O形橡胶圈组合组成，O形圈提供足够的密封预紧力，并对PTFE环的磨耗起补偿作用， PTFE摩擦系数小，动静摩擦系数相近。适用于高低速往复运动及高压系统的油缸活塞杆密封。采用两个阶梯圈密封，可以达到零泄露。一般要和导向环配套使用，轴径小于30的规格，应采用分体式沟槽。 材质一般填充的聚四氟乙烯PTFE，O形圈为丁晴橡胶NBR或氟胶FKM。耐压范围在0-40Mpa（1Mpa10Kg） 选用O形圈材质为丁晴橡胶NBR时工作温度在-35 - +120 ，氟胶FKM时-20 - +200 。 轴用方形圈顾名思义就是无阶梯，轴用方形圈起双向密封作用，阶梯圈为单向密封。,4、孔用阶梯圈,该孔用阶梯圈性能和用途：由一个低摩擦的填充聚四氟乙烯（PTFE）环和O形橡胶圈组合组成，O形圈提供足够的密封预紧力，并对PTFE环的磨耗起补偿作用， PTFE摩擦系数小，动静摩擦系数相近。适用于油缸活塞密封。为单向密封。一般要和导向环配套使用，轴径小于40的规格，应采用分体式沟槽。 材质和使用的工作温度同轴向密封圈。 孔用方形圈顾名思义就是无阶梯，孔用方形圈起双向密封作用。,5、耐磨环,耐磨环的性能用途：对于在液压缸内运行的活塞或活塞杆，耐磨环具有精确的导向作用，并吸收径向力，同时，耐磨环可防止液压缸内滑动部件的金属接触。 耐磨环所用材料一般为以下几种：聚四氟乙烯PTFE、聚甲醛POM或尼龙PA、酚醛树脂+加强纤维。 上图是常见的耐磨环的切口形式。 例如：材料-填充聚四氟乙烯PTFE+青铜（BRONZE） 优点： 1、低摩擦、无爬行和咬合现象。 2、在无充分润滑的情况下，也能很好的工作。 3、耐多种介质，有极好的化学稳定性。 4、能容纳硬物嵌入耐磨环内，减少硬物刮伤油缸和密封件，故在重载场合，使用多道耐磨环。PTFE耐磨环用于外侧，兼起防尘效果。 使用温度：-55 260 ,6、防尘圈,防尘圈的性能和用途：用于防止污染物混入液压系统和密封系统。3 材质：橡塑复合材料RP和氟胶FKM。 工作温度：橡塑RP：-30 - +120 氟胶FKM： -20 - +200 液压系统密封件的质量决定了液压缸质量的好坏，但是光有好的密封件，没有正确的装配工具和工艺还是不行，下面，简单的介绍一下密封件的装配工具和正确步骤。,液压装配工具,安装芯棒,复原工具,适用于孔用组合密封,组合密封装配,孔用组合密封 该装配说明用于活塞的密封，如孔用方形圈、孔用回转方形圈等组合密封，所用装配工具按照上图的安装工具，具体的安装步骤请参照下面的装配工艺要求：,一：准备工作 1、活塞所有棱边必须倒角及去除毛刺； 2、必须仔细清除尘埃、切屑及其它颗粒物； 3、勿使用具有尖棱的工具； 4、装配前须将活塞及密封圈涂上润滑油和油脂； 5、在油或水中将阶梯圈加热至80120 则更容易扩张和安装； 6、如用油脂润滑时，油脂中不得有颗粒物（硫化钼或硫酸锌）。也就是油脂必须与弹性体相容。 二、安装步骤 1、将所有部件、密封圈及尺寸复原工具清洗干净，并涂上润滑油； 2、如上图所示首先将O形圈装配到活塞沟槽内； 3、将安装芯棒套在活塞上； 4、如图所示将PTFE密封圈套在安装芯棒上； 5、借助芯棒将PTFE密封圈推入到活塞沟槽内； 6、将芯棒从活塞上取下； 7、将复原工具一边旋转一边往里推，使复原工具完全套在密封圈的外面，保持一分钟后取下复原工具。,轴用组合密封件装配,（1）自由状态下的密封圈,（2）折成腰子形状,（3）装入导向套,复原工具,轴用组合密封件装配（上页） 该装配的说明用于活塞杆的密封，如轴用阶梯圈、轴用方形圈、回转方形圈、U形圈以及防尘圈，均按以下程序进行装配，对于整体式的导向套，推荐上页的安装复原工具。 一、准备工作及装配注意事项同孔用组合密封相同。 二、安装步骤 1、将所有导向套部件、密封圈及尺寸复原工具清洗干净，并涂上润滑油。 2、将O形圈（NBR或FKM）放入导向套内； 3、将阶梯圈（填充的PTFE）弯曲成如上页图示的腰子形状，（在这里一定要注意，弯曲时切记不可将阶梯圈弯曲成具有死角的形状，那样很容易折损）放入导向套，装入后，尽可能的用手指压住阶梯圈理顺它，使它尽量恢复圆状； 4、将上页所示的复原工具一边旋转一边推入孔内，保持一分钟后取出复原工具 即可。 以上我们简单的介绍了孔用和轴用组合密封的方法、步骤及一些注意事项。下面我们再简单的介绍一下影响密封性能的几点因素。这些因素直接影响到油缸的工作质量和密封件的寿命。,影响密封性能的几点因素,1、运动速度 运动速度很低（0.03m/s）时，要考虑设备运行的平稳性和是否会出现“爬行”现象。运动速度很高（0.8m/s）时，起润滑作用的油膜就有可能被破坏，油封因得不到很好的润滑而摩擦发热，导致寿命大大降低，所以聚氨脂或橡塑油封在0.03m0.8m的速度范围内工作较适宜。 2、温度 低温会使聚氨脂或橡塑油封弹性降低，造成泄露，甚至使整个油封变得发硬发脆。高温会使油封体积膨胀、变软，造成运动时油封摩擦阻力迅速增加和耐压能力的降低。所以聚氨脂或橡塑油封连续工作温度范围-10 +80 。 3、油封有最低启动压力的要求。低压工作需选用低摩擦性能、启动阻力小的油封，在2.5Mpa以下，聚氨脂油封并不适合，高压时要考虑油封受压变形的情况。需要防挤出挡圈，沟槽加工方面也有特殊要求。不同材质的油封具有不同的最佳工作压力范围。对于聚氨脂油封的最佳工作压力范围为2.5 31.5Mpa。,4、工作介质 保持工作介质的清洁至关重要。油液的老化或污染不仅会使系统中的元件发生故障，加快油封的老化和磨损，而且其中的脏物可能划伤或嵌入油封，使密封失效，因此，必须定期的检查油液品质和其清洁度。并按设备的维护规范更换滤清器或油液。在油缸里油液中的残留空气经高压压缩会产生瞬间高温使油封烧坏，甚至炭化。为了避免这种情况发生，在液压系统运行初始时，应进行排气处理，液压缸也应在低压慢速运行数分钟。确认已排完油液中残留的空气。方可正常工作。 5、活塞上必须安装支承环（耐磨环），以保证油缸能承受较大的负载。密封件和支承环起完全不同的作用，密封件不能代替支承环负载。有侧向力的液压缸（我们的调直切断机的油缸就属于此种），必须加承载能力较强的支承环（必要时可用金属环，例如青铜环），以防止油封在偏心的条件下工作引起泄露或异样磨损。 以上5种是影响密封的基本元素，在有一种就是液压冲击，该种因素一般是出现在高压大流量的液压系统中，故在这里我们不做过多的介绍。先面我们学习一下典型的油缸密封件的使用。,双向油缸密封件选择,上面这张油缸图是一张典型的双作用油缸图，它的动作与我厂的液压调直切断机、液压钢筋弯箍机的动作原理是一样的，可以看出，在图的上侧选取的是一种密封套件，下侧是一种密封套件，无论选取哪一种套件都是正确的，同样也可以穿插选取。 在上面的图中靠近顶出油口的Y圈，在油缸密封件安装中一定要注意开口方向，在靠近回程油口的KY圈和轴用阶梯圈的安装方向一定也要注意，安装方向 错误会造成油缸动作以及密封失效。,油缸设计、加工、安装注意事项,上面我们认识了油缸，下面我们介绍一下油缸的设计、加工、安装中的注意事项 1、油缸的加工精度： 实践证明，与油封接触的运动表面，表面粗糙度Ra超过0.8um，油封的泄露量和磨损值将直线上升，所以运动表面的粗糙度为Ra0.1 0.8um最适宜。 2、缸筒 材质的要求：一般为碳钢，低压系统几摩擦条件较好的场合可用铝合金、青铜、不锈钢等。 内表面质量 及粗糙度：内表面一般都需要珩磨、抛光，滚压，考虑到制作成本和实际使用场合，一般我们用到的只要达到珩磨的标准就可以了，粗糙度要求要达到Ra0.1 0.8um，并且不得有纵横向的刀纹。 3、活塞杆 材质的要求：一般为碳钢、镀铬钢。 表面质量 及粗糙度：要求粗糙度为Ra0.2 0.4um，热处理后表面镀硬铬。在恶劣的工作场合，液压钢的活塞杆有可能被坚硬物划伤表面，所以要求其表面硬度在HRC60（洛氏）以上。 4、油封安装沟槽,开式沟槽,闭式沟槽,活塞杆（缸杆）密封沟槽,开式沟槽,闭式沟槽,活塞（缸筒）密封沟槽,无论采取那种密封沟槽形式，决定于油封截面大小、液压缸结构和装拆的方便性： 1、较小直径的密封圈不能安装在整体式沟槽中； 2、一些截面积和直径较大、硬度较高，由于在整体式沟槽中装拆比较困难，极易损伤，所以也不宜安装在整体式沟槽中。 3、尺寸：不同的油封有不同的沟槽形式，应根据使用条件，按油封供应商推荐值进行设计，所以在确定了固定的合格供应商，品牌以及密封圈种类就不要轻易的进行更换了，以保证沟槽