液壓缸密封裝置設計及材料特性

　液壓缸依靠密閉油液容積的變化傳遞動力和速度。密封裝置的優劣，將直接影響液壓缸的工作性能。密封不好的液壓缸，不僅會污染環境、降低容積效率、增加功率損失，有時還會影響液壓缸的正常動作。

　　當然，絕對的密封是不可能的。活塞桿往復運動，總要帶出油液。但是，這種滲漏要盡量小。相反，如果活塞桿往復運動不帶出絲毫油液，使活塞桿處于干摩擦，反而會影響液壓缸的工作性能和壽命。

　　一、密封裝置的一般知識

　　1.密封裝置的分類

　　根據工作原理和結構特點的不同，密封裝置可作如下分類：

　　(1)擠壓密封　密封件在液壓力的作用下，緊貼于相互配合件之間的間隙實現密封，如O型密封圈和矩型密封圈。

　　(2)唇邊密封　密封件的唇邊在液壓力作用下貼在互相配合的另一個零件表面上形成密封圈等。

　　(3)壓緊密封　依靠外力或液力壓緊密封件，使其產生過盈量貼緊于被密封表面，實現密封。

　　(4)間隙密封　通過嚴格控制兩個相互配合零件的間隙防止漏油，實現密封。

　　密封裝置還可按使用方法不同分為固定密封、往復運動密封和旋轉運動密封;按密封件材料不同可分為橡膠、塑料、皮革和金屬密封。

　　2.對密封裝置的主要要求

　　(1)在一定的工作壓力和溫度下具有良好的密封效果，泄漏量小;

　　(2)摩擦系數小，摩擦力均勻，不會引起運動零件的爬行或卡死等現象;

　　(3)耐磨性好，壽命長，在一定程度上能自動補償被密封件的磨損和幾何精度的誤差;

　　(4)不損壞被密封件表面;

　　(5)耐油性、抗腐蝕性好，不易老化;

　　(6)成本低廉，制造容易，使用方便，維護簡單;

　　(7)采用標準化結構和尺寸;

　　(8)適應液壓缸工作條件的特殊要求。

　　3.設計密封裝置時，要注意掌握液壓缸的用途、使用壓力、運動速度、工作環境、工作油液及添加劑的性能，密封件的材質、形狀、用途、摩擦力、允許泄漏量，接觸面的加工精度和光潔度等等，以便正確合理地選用密封件，設計密封裝置。

　　液壓缸密封件所使用的材料，必須具備一定的耐油性、酎磨性、耐熱性、耐寒性、耐化學藥品的性能，并具備一定的反彈力和抗壓強度。各種密封材料的特性如表1所示。

　　密封裝置設計不當，密封件在液壓力作用下會被擠出、擰扭甚至破裂，從而出現漏油現象，或者密封件的碎屑卡住間隙，使液壓虹不能正常運動。為了防止這種現象的產生，應該根據壓力適當選擇兩個密封面之間的配合間隙，正確選擇密封材料的硬度，必要時使用保護擋環等。

表1　各種密封材料的特性

名稱	橡膠	夾織物橡膠	皮革	塑料	金屬
常用材料	丁腈、聚氨脂、氯丁和氟化橡膠等	橡膠、麻布、尼龍、玻璃纖維等	牛皮等	聚四氟乙烯樹脂、聚乙烯、氟氯乙烯、尼龍等	鑄鐵、鋁、鋁、碳素鋼
耐熱性℃	80～250	90～250	100	60～260	600
耐寒性℃	-60～-10	-25～-10	-70	-40	-250
最高工作壓力(×0.098MPa)	350	700	1000	350	800
摩擦系數	較高	中等	低	低	低
耐磨性	良好	良好	好	良好	最好
耐沖擊性	中等	好	很好	中等	最好
承受側向載荷能力	差	良好	良好	中等	最好
密封支承間隙	很小	小	中等	小	中等
密封面光潔度	▽7～▽10	▽7～▽9	▽7～▽9	▽7～▽8	▽8～▽10
同心度要求	很高	高	中等	高	高
抗擠入能力	差	良好	好	良好	不擠入
耐久性	中等	較好	好	較好	最好
耐化學藥品性	差	差	差	良好	好
工藝特點	質地均勻，尺寸精度高，制造容易，成本低兼廉，能獲得復雜的形狀，彈性好，能擴張安裝	質地均勻，尺寸精度高，制造較復雜，硬度高，彈性差，不能擴張安裝	質地不均勻，尺寸精度差，制造麻煩，成本較高，不能擴張安裝	質地均勻，尺寸精度高，制造簡單，成本低廉，彈性差，不能擴張安裝	尺寸精度高，制造復雜，成本高，泄漏量大