河北省邢台市信都區(qū)中(zhōng)華大街(jiē)70号城建大廈五樓507
在密封系統中(zhōng),密封元件的選擇以及各形式的密封件組合一起配合使用(yòng)的合理(lǐ)性,将直接影響到液體(tǐ)工(gōng)程的安(ān)全性,可(kě)靠及壽命等性能(néng)。流體(tǐ)工(gōng)程對密封系統的四大要素;壓力、速度、溫度、壽命。
密封元件對其配合摩擦副四項要求;表面粗糙度,表面硬度、幾何精(jīng)度、密封件應用(yòng)配合間隙及配合公(gōng)差。
一位有(yǒu)技(jì )術能(néng)力的油缸設計師在設計油缸時首要考慮是油缸設計壽命,也須考慮到外在因數對設計壽命的影響,考慮性能(néng)與造價比,考慮最佳的機械加工(gōng)及裝(zhuāng)配工(gōng)序。按照油缸的工(gōng)作(zuò)壓力、運動速度、耐壓力、耐壓力沖擊系數、耐磨損性能(néng)、運行環境因素、承受徑向載荷能(néng)力、洩漏量、密封件與摩擦副總運行有(yǒu)效内長(cháng)度、等12項條件選擇密封件。
1,運動速度
速度是選擇密封件必須考慮的因素,我們将速度分(fēn)為(wèi)三級
低速0~0.8m/s;常速0.8~2m/s;高速2~5m/s;速度的極限即受到溫度的限制,因為(wèi)速度的提升最後都歸結唇口溫度的提高,唇口對溫度的承受力。
運動速度很(hěn)低(0,03m/s)時,要考慮設備運行的平穩性和是否出現爬行現象,運動速度很(hěn)高(>0,8m/s)時,起潤滑作(zuò)用(yòng)的油膜可(kě)能(néng)被破壞,密封件因得不到很(hěn)好的潤滑而摩擦發熱,導緻壽命大大減小(xiǎo),建議聚氨酯或橡塑密封件在0,03m/s~08m/s速度範圍内工(gōng)作(zuò)比較适宜。在超高速狀态下要注意的幾個因素:
⑴,金屬材料性能(néng)與摩擦表面粗糙度
⑵,缸杆的靜态或動态的不同軸承度
⑶,介子的溫度
⑷,唇口的潤滑狀态
1.溫度
低溫會使聚氨酯或橡塑密封件唇口冷凍而變脆易碎、彈性降低,造成洩漏,甚至整個密封件變得發硬變脆。高溫會使密封件體(tǐ)積膨脹,變軟,造成運動時密封件摩擦阻力迅速增加和耐壓能(néng)力降低,建議聚氨酯或橡塑密封件連續工(gōng)作(zuò)溫度範圍-10°c~+80°c。如果提高運動速度,不佳的表面粗糙度,不良的潤滑,這些可(kě)以産(chǎn)生摩擦發熱,使唇部的溫度上升到超過介子的溫度。
2.工(gōng)作(zuò)壓力
油缸有(yǒu)啓動壓力、工(gōng)作(zuò)壓力、沖擊壓力。最低啓動壓力是随着缸徑與使用(yòng)壓力條件而設定。低壓工(gōng)作(zuò)須選用(yòng)低摩擦性能(néng)、啓動阻力小(xiǎo)的密封件。在工(gōng)作(zuò)在25bar以下,聚氨酯密封件并不适合。高壓時要考慮密封件受壓變形的情況,需要防擠出支承環,溝槽加工(gōng)精(jīng)度及間隙也要有(yǒu)特殊要求,對溝槽對稱兩側臂面及台階邊角粗糙度設有(yǒu)嚴格要求。此外,不同材質(zhì)的密封件具(jù)有(yǒu)不同的最佳工(gōng)作(zuò)壓力範圍。對于聚氨酯密封件的最佳壓力範圍為(wèi)25~315bar。如需增加抗壓能(néng)力,可(kě)采用(yòng)強度高的PTFE背托環及獨特的唇口設計,使之可(kě)以增加承受一定的壓力。溫度、壓力對密封性能(néng)的影響是互相關聯的,因此要做綜合考慮。
3.工(gōng)作(zuò)介子
除了嚴格按照生産(chǎn)廠家的推薦工(gōng)作(zuò)介質(zhì)外,保持工(gōng)作(zuò)介質(zhì)清潔至關重要。油液老化或污染不僅會使系統中(zhōng)的元件發生故障,加快密封件老化和磨損,而且其中(zhōng)的髒物(wù)可(kě)劃傷或嵌入密封體(tǐ)内,油缸中(zhōng)殘留的空氣經高壓壓縮會産(chǎn)生高溫使密封燒壞,甚至炭化。為(wèi)避免這種情況發生,在液壓系統運行初始時,應進行排氣處理(lǐ)。液壓缸也應在低壓緩慢運行數争鍾,确認已排出缸内空氣,方可(kě)正常工(gōng)作(zuò)。
4.側向負載
為(wèi)了保證油缸在工(gōng)作(zuò)最大載荷時,不發生側向負載,油缸在設計、加工(gōng)時就要考慮到重載荷狀态下所要發生的“不同軸度”對油缸、對密封件影響。如果是工(gōng)程機械油缸,建議把活塞設計成弧面活塞,活塞上至少使用(yòng)4道導向帶,要用(yòng)兩種厚度導向帶,厚度大的導向帶放置在活塞左右兩側,導向帶寬度選用(yòng)“b”寬為(wèi)最佳,必要時可(kě)用(yòng)金屬環,弧面柱塞在發生偏載時,能(néng)防止産(chǎn)生拉傷缸筒情況。在設計有(yǒu)固定缸筒結構的工(gōng)業用(yòng)重載、長(cháng)行程油缸時,活塞設計是長(cháng)尺寸直柱型活塞以利導向,減少發生偏載,加外,缸頭内至少要用(yòng)6道導向帶,活塞靠近缸杆端須有(yǒu)4道以上導向帶、活塞另外一端須有(yǒu)2道導向帶。油缸使用(yòng)壽命取決于導向帶配合間隙及承載能(néng)力,這些因素都嚴重影響密封件性能(néng)。
5.壓力沖擊
産(chǎn)生壓力沖擊因素很(hěn)多(duō),例如一台挖掘機在正常作(zuò)業擡起大臂時,外來的石頭鍘到挖掘機大臂時。吊機在吊重時,重物(wù)所産(chǎn)生的抖動,會産(chǎn)生對油缸的一個很(hěn)大的沖擊,除外在因素外,對于高壓大流量液壓系統,執行元件換向時,如果換向閥性能(néng)不佳或設計不當時,都很(hěn)容易産(chǎn)生液壓沖擊,液壓沖擊産(chǎn)生瞬間高壓可(kě)能(néng)是系統正常工(gōng)作(zuò)壓力的幾倍,這樣高的壓力在極短時間内會将密封件件擠入間隙内或撕裂密封唇口,造成密封件嚴重損壞。一般有(yǒu)液壓沖擊的油缸就在活塞上安(ān)裝(zhuāng)緩沖環和支承環。緩沖環在密封件的前面吸收大部分(fēn)沖擊壓力,支承環防止密封件根部在高壓下被擠入間隙,造成撕裂損傷。
6.密封件安(ān)裝(zhuāng)
⑴,在密封件安(ān)裝(zhuāng)前,須檢查缸頭内溝槽及活塞各台階、溝槽表面粗糙度,不得有(yǒu)銳角、毛刺、碰傷。檢查主密封溝槽底徑公(gōng)差帶,溝槽尺寸和精(jīng)度要符合密封件的幾何标準要求。導向帶溝槽寬度與導向帶緊密配合不得出現疏松缺陷。确保缸筒内密封件滑入倒角尺寸長(cháng)度及粗糙度。确保在安(ān)裝(zhuāng)密封件過程中(zhōng)金屬邊角不會對密封件造成任何形式的損壞。
⑵,油缸密封安(ān)裝(zhuāng)要求有(yǒu)一個清潔環境,确保裝(zhuāng)配件安(ān)裝(zhuāng)清潔,安(ān)裝(zhuāng)時,注意辨别密封件朝向,避免出現安(ān)裝(zhuāng)方向錯誤導緻裝(zhuāng)配失敗。溝槽内安(ān)裝(zhuāng)密封件時,不準動用(yòng)金屬工(gōng)具(jù),防止對密封件表面損傷。
⑶,安(ān)裝(zhuāng)密封件時,隻能(néng)在金屬表面塗少量潤滑脂,以利于安(ān)裝(zhuāng),但橡膠彈性和滑動密封環之間須無油裝(zhuāng)配,密封件表面上殘留潤滑脂,會影響密封性能(néng)。
⑷,不管是立式還是卧式安(ān)裝(zhuāng)都應保持活塞與缸筒的同軸度,過大的偏心會損壞密封件。代有(yǒu)内螺紋的缸筒裝(zhuāng)配活塞時,必須要應用(yòng)導向套工(gōng)裝(zhuāng)裝(zhuāng)配。立式裝(zhuāng)配油缸時,活塞進入缸筒後,不準出現活塞杆自由落體(tǐ),速度過快會損壞密封件。