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如何降低液壓油缸的故障率

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如何降低液壓油缸的故障率

發布日期:2014-08-07 00:00 來源:http://www.yz5188.com 點擊:

作為液壓閥組的生產廠家,一般對油缸的各方面技術都很精通,但對密封技術就不一定很了解。一般廠家只知道使用,不一定知道密封原理,密封件的動態變化,密封件在油缸里是怎樣工作的。液壓油缸的生產廠家必須了解密封技術,才能根據不同的技術要求,選用不同的密封件。而密封件廠家也必須了解油缸的工作原理,采用不同的設計,來滿足油缸的技術要求,所以需要油缸生產廠家與密封件生產廠家的緊密配合,才能減少油缸出故障的幾率。


  一、先談液壓密封件的幾種狀態(唇形密封)


  (1)密封件在沒安裝時,有四個尺寸,大家都可以看的到,用量具測的到。這四個尺寸為:密封件根部的內徑、根部外徑,唇口的內徑、唇口外徑。


  (2)密封件安裝到溝槽內還未工作時,溝槽尺寸不變,而密封件的尺寸已經全部變化,四個尺寸為:密封件根部外徑,外唇直徑同時變化為溝槽外徑;內唇直徑為活塞桿直徑,根部內徑為密封件與活塞桿之間的間隙量加上活塞桿直徑。


  (3)當油缸開始工作起壓力時,密封件的工作狀態為:內、外唇口緊貼內、外壁向后微動。密封件根部向后擠壓,隨著壓力的增大,液壓油對密封件的作用力也加大,密封件的整體變形量也就加大。當工作周期完成,油缸無壓力時,密封件又恢復成原狀。反復變形,反復恢復,直到密封件雙唇有效量全部損失,密封件才損壞。


  二、液壓油缸溝槽尺寸公差與密封件的配合


  (1)往復運動密封的形式很多,常見的有L型、U型、V型、與Y型等,其形狀多為唇形密封。


  (2)往復運動唇型密封相當廣泛地應用于液壓系統的往復運動油缸內。這種密封件受壓面呈唇型,在安裝時有極小的過盈量,使唇緣與密封面充分接觸,產生密封作用。當油缸工作時,隨著壓力的升高,其接觸力與接觸面積增大,密封性能隨壓力增大而提高。而在液壓油缸回程時壓力降低,接觸面積與接觸力下降,密封性能隨之降低,這種唇口運行過程類似于人體呼吸過程。另外此過程還起到一個潤滑唇口的作用。


  (3)世界上各國的密封件生產廠家都對溝槽尺寸的公差及粗糙度有嚴格的要求。所以液壓油缸生產廠家必需嚴格按公差及粗糙度要求來生產油缸。如果不按要求生產油缸則會出現三種情況:


  情況一:溝槽過深,會產生兩種情況:


  A、密封件根部與溝槽間的間隙變大,就會使密封件根部產生不固定。

  B、密封唇口與密封面的過盈量變小,密封件的反彈力就變小,那么活塞桿在跳動時低壓漏油的故障率就會增多。


  情況二:溝槽過淺,也會產生兩種情況:


  A、導致封油唇口與密封面過盈量加大,接觸面積加大,從而導致摩擦力變大,在油缸回程時密封件唇口得不到有效的潤滑,發熱量增大,就加速了密封件唇口的損壞。

  B、導致密封件根部間隙量變小,結果密封件根部在油缸起高壓時被擠出的幾率增大。


  情況三:油缸的粗糙度。如果液壓油缸的粗糙度超出要求也會導致兩種情況:


  A、會導致密封件的內外唇口的摩擦力加大,唇口的損壞速度加快。

  B、密封件與油缸的各接觸表面積油量增多,產生滲油可能性加大。


  三、密封件及墊片的選用:液壓油缸有不同的技術要求,密封件也必須根據液壓油缸的技術要求來生產不同技術要求的密封件。


  1、如油缸要求25MPa以上壓力,速度0-0.5米/秒,油溫80℃,要滿足以上條件,則密封件必需達到以下技術要求:


  (1)密封件硬度選用92度~97度,油缸壓力越高,選用密封件硬度越大。


  (2)密封件唇口的線速度必須滿足0.5米/秒。


  (3)密封件耐溫必須滿足-30℃~110℃溫度。因為密封件唇口接觸面的溫度要高于液壓油溫度,所以密封件選用必須耐高溫110℃;而有些地方的氣溫在-30℃左右,所以密封件的選用要耐低溫-30℃。


  (4)要選用專用密封件,如軸密封,只能選用軸專用密封件。活塞密封只能選用活塞專用密封件,而不能選用軸與活塞兩用密封件。因為兩用密封件根部寬度小于專用密封件根部寬度。在高壓時兩用密封件根部變形量大,專用密封件在同等壓力時根部較寬,壓縮變形量較小,被活塞桿擠出的可能性就變小。


  (5)密封件根部要加上墊圈。為什么要加墊圈,墊圈硬度是多少?由于油缸壓力在25MPa以上,密封件的高度決定了密封件根部變形量的大小,也就是擠出間隙的大小,因為墊圈也有硬度,也有變形量,加上墊圈等于減少了密封件的變形量,使密封件在高壓時,根部減小了與活塞桿或缸體內壁產生摩擦的可能性,從而減少密封件根部被擠出拉傷而損壞的幾率。墊圈硬度和壓力的關系是,壓力越大,硬度越大。


  2、如果液壓油缸要求在25MPa以下壓力,速度0.5米/秒,油溫80℃,要滿足以上條件,則密封件需要滿足以下要求:


  (1)密封件硬度選用85度~92度,因為硬度越低,密封件彈性越好。

  (2)速度和溫度要求與25MPa以上壓力要求相同。

  (3)密封件選用,可以選用專用、兩用等各種形式的密封件。


  四、高壓油缸與低壓油缸常見共同問題,低壓漏油。(漏油有兩種:一種是活塞桿漏油,看得見;另一種是油缸內漏,看不見。兩者都有一個共性,都是在低壓時漏油。)一般為以下三種情況造成:


  第一種情況,密封件的結構引起低壓漏油。首先分析密封件雙唇與油缸的關系,以軸用密封件為例:


  (1)軸用密封件有內外唇口,外唇安裝到溝槽內與外壁接觸,內唇與活塞桿表面接觸,雙唇都有一個過盈量,等于產生了兩個接觸圓周面,也就產生了兩個圓周反彈作用力。此接觸圓周面積的大小,圓周作用力大小怎樣判定,下面介紹。


  (2)密封件內外唇邊都有兩個切角,由于同一個密封件內外唇過盈是一定的,切角的角度大小決定了兩唇口內外接觸圓周面積的大小。圓周作用力的大小是由密封件材料硬度、溝槽深度、雙唇的過盈量來決定的。


  (3)分析了以上兩種情況,密封件兩唇口有兩個接觸圓周面。內外兩個圓周面作用力是否均勻分布,就是兩圓周面上作用力不能為零,如形成某一點上作用力為零,此處就會漏油。


  假設:活塞桿跳動,一邊唇口被擠壓,另一邊唇口作用力就會減少,作用力減少的一邊必須自動跟蹤補嘗,防止此處作用力為零。一旦活塞桿跳動過大,補嘗能力跟蹤不上,就會產生零作用力而導致漏油,在高壓時兩唇口張力加大,補嘗跟蹤力強,所以高壓漏油的可能性很小。


  根據分析,密封件的結構設計是導致低壓漏油很關鍵的一個方面。


  第二種情況,密封件內外唇口接觸面的粗造度,會造成漏油。因為整個密封件在油缸運行過程中是不斷微量運動的。粗糙度過大就會在表面積油,等到低壓力時,密封件要恢復原狀,積油就會殘留在漏油的一邊。長期使用,就會有油溢出油缸外。


  第三種情況,有的密封件用上半年以后就開始漏油。主要原因是:密封件唇口老化造成的,老化過程包括,油老化、溫度老化。老化的過程就是兩唇口作用力逐步減少的過程。作用力減少到一定程度,就會產生漏油,所以油缸生產廠家要慎重選用密封件,最關鍵是密封件內部質量問題。非標液壓油缸,


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