液压橡胶塞封件的结构性能及使用

1、液压橡胶塞封件的结构性能及使用  液压橡胶密封件是机械产品的基础元件，几乎每个液压产品都离不开它，广泛应用于汽车、摩托车、工程机械、通用机械。密封件用来防止液体泄漏，防止空气和污染物进人系统和元件内部造成油液污染，以提高产品效率与性能。    1 液压橡胶密封件的使用性能及密封机理    1.1 液压橡胶密封件的使用性能    液压橡胶密封件的使用必须满足以下性能：一是泄漏量极小。要求液压密封件的泄漏量极小，具有良好的密封作用，并随液压油的压力增高而自动提高其密封作用，即使在高压及高温等恶劣工作

2、环境下，液压密封件的泄漏量也无明显的增加；二是良好的相容性。因液压密封件长期浸泡在液压油中，极易溶胀、溶解或脆化变硬等，使之丧失密封作用，因此要求液压密封件对液压油具有良好的相容性；三是摩擦阻力小。为避免或减少液压设备产生低压爬行等不良现象，要求液压密封件具有较低的静摩擦阻力和动摩擦阻力，并且其摩擦系数应非常稳定；四是使用寿命长。液压密封件应具有良好的弹性、耐热性、耐寒性、耐压性、耐磨性及一定的物理机械强度等，并且使用寿命长；五是是价格低廉。液压密封件应易于制造和安装，其相应的密封槽又易于加工制造，对密封表面的加工精度等要求又较低，并且低格低廉。    对密封的基

3、本要求是密封性好，安全可靠，寿命长，并应力求结构紧凑，系统简单，制造维修方便，成本低廉。大多数密封件是易损件，应保证互换性，实现标准化，系列化。    1.2 液压橡胶密封件的密封机理    密封可分为静密封和动密封两大类。静密封主要有垫密封、密封胶密封和直接接触密封三大类。动密封可以分为旋转密封和往复密封两种基本类型。    按密封件与其作用相对运动的零部件是否接触，可以分为接触式密封和非接触式密封。一般说来，接触式密封的密封性好，但受摩擦磨损限制，适用于密封面线速度较低的场合。非接触式密封的密封性较差

4、，适用于较高速度的场合。    密封件的密封机理涉及两个因素，一个是腔体的密封，主要是密封件外缘(静态部件)在腔体中的定位；二是密封唇口与旋转轴表面接触的动态密封，这是密封件的最重要功能。    密封件的密封唇接触区的密封机理对密封件所起的密封功能具有极其重要的意义，它取决于：密封唇的设计；弹性材料的结构；轴表面的粗糙度等。密封唇的径向力、密封唇的角度设计和唇尖与弹簧中心的距离设计的综合作用，产生了一种对轴面不对称分布的接触压力：在油侧压力最大并陡升增加；在空气侧压力呈小角度衰减。在过盈量(密封唇的内径在自由状态、无负荷情况下设计为比

5、轴的直径略小)的配合下，接触压力的这种不对称分布，与旋转轴产生的圆周环形紧箍力的联合作用，导致密封唇接触区的结构特性变形。这种密封弹性体变形结构是油封试运转时形成的，对密封性能起着决定性作用。因此，密封件需要一个试运转的磨合期。螺旋线的影响加上轴的旋转，由这种变形构造产生向油侧的泵吸作用。    密封件密封唇口滑动面的摩擦特性受流体的粘度与滑动速度支配，在这个滑动面上有油膜存在。密封件与轴的相互滑动表面就在这个油膜分离的润滑状态下运动，因此保持摩擦力小，磨损少。在密封件滑动接触面上油的流动是从大气侧流向油侧又从油侧流向大气侧的循环。滑动面的润滑良好，可防止磨损的进

6、行，由此没有泄漏。可见，对油封密封唇唇口材料，唇部形状这两个因素进行微妙控制从而影响密封件的润滑特性和密封原理，是至关重要的。    常用的自封式压紧型液压密封件主要是O形密封圈，圆形密封圈和方形密封圈等，它们具有结构简单、易于制造、成本低廉等优点，因此它们是液压传动系统中广泛应用的动密封元件和静密封元件。它们安装在密封槽内通常产生1025%的径向压缩变形，并对密封表面产生较高地初始接触应力，从而阻止无压力液体的泄漏。液压缸工作时，压力液体挤压自封式压紧型液压密封件，使之进一步变形，并对密封表面产生较大的随压力液体的压力，严格地说应为压强。增高而增高的附加接触应力

7、，并与初始接触应力一起共同阻止压力液体的泄漏。但当工作压力大于10MPa时，为了避免合成橡胶质自封式压紧型液压密封件的一部分被挤入密封间隙而在液压缸往复运动中被切掉而造成泄漏，须在合成橡胶质自封式压紧型液压密封件的受压侧各设置一合成树脂挡圈，如尼龙挡圈、聚甲醛挡圈和填充聚四氟乙烯挡圈。由于合成橡胶质自封式压紧型液压密封件工作时具有较大的压缩变形，因此其静摩擦阻力特别大，通常为其动摩擦阻力的两倍多。如此大的静摩擦阻力在一些低压液压传动系统中势必造成低压爬行及操作困难等不良现象，这正是自封式压紧型液压密封件很小单独用作动密封件的原因。    2 液压橡胶骨架油封和防尘

8、圈的用途及结构特点    2.1 液压橡胶骨架油封的用途及结构特点    油封是用于密封机械设备中旋转轴的封油用密封元件，而腔体基本上是静止的，所以油封又称旋转轴唇形密封圈。根据安装孔和密封轴所要求的同轴度确定是内骨架油封或外骨架油封；根据工作环境温度的来确定骨架油封所采用的材质；外骨架油封，俗称铁壳油封。由于其精确的同轴度，被广泛用于精密机械设备或要求轴高旋转同轴度的密封系统。对于大型重械设备所选用的骨架油封一般都要求有较高的钢性，因此应优先选用SB、TB型油封。当对油封的钢性有更高的要求时，推荐选用SA、TA型外骨架油封。对于旋转

9、扭矩较低的转轴，如小型电机，应选用不带弹簧的骨架油封：VC、VB、KV、KB型。骨架油封一般用在高、低速旋转轴，最高旋转线速度15m/s、往复运动最高速度簇0.1m/s。工作压力0.05MPa。   机械的摩擦部分由于在机械运转时有油进入，为防止这些油从机械的间隙中泄漏而使用油封，并且除了油以外还需要防止水与化学药液的泄漏以及尘埃及土砂从外部侵人，这时候也要用到油封的密封状态，一是油封外缘和腔体之间为静态密封，同时保证油封外缘在腔体之间的可靠定位。二是油封密封唇和轴之间的密封状态，当轴旋转时为动态密封，当轴静止时为静态密封。各种影响因素的综合作用及其相互作用，都对油封的密封

10、性能和使用寿命产生了很大影响。    油封主要由密封体、加强骨架和自紧螺旋弹簧等几部分组成。密封体按照不同部位又分为底部、腰部、刃口和密封唇等。金属骨架就如同混凝土构件里面的钢筋，起到加强的作用，并使油封能保持形状及张力。通常，在自由状态下的骨架油封，其内径比轴径小，即具有一定的“过盈量”。因此，当油封装入油封座和轴上之后，油封刃口的压力和自紧螺旋弹簧的收缩力对轴产生一定的径向紧力，经过一段时间运行后，该压力会迅速减小乃至消失，因而，加上弹簧可以随时补偿油封自紧力。油封外缘使油封在腔体孔内固定的同时，起防止流体从油封外周面与腔体内表面的接触面之间泄漏及侵人的作用。另外金属骨架是当油封固定在腔体内时，起保持配合力的作用。密封唇部是柔性弹性体，设计成对机械的震动及密封流体的压力变动的影响下仍可保持稳定的密封作用，并起到保持唇部与轴表面稳定接触状态的作用。弹簧可提高密封唇向轴的压紧力，起维持此压紧力的作用。唇端部被制作成斜锲形状，在端部处按压轴表面，起密封流体的作用。防尘唇是没有与弹簧连接的副唇，起防止尘埃侵人的作用。油封外部为圆筒形用来保证