O形密封圈在液压机主缸中的使用探讨.pdf

2 0 1 2年 5月 第 4 0卷 第 1 O期 机床与液压 MACHI NE TOOL HYDRAUL I CS Ma v 2 01 2 Vo 1 ． 4 0 No ． 1 0 DO I 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 13 8 8 1 ． 2 0 1 2 ． 1 0 ． 0 5 1 0形密封圈在液压机主缸中的使用探讨 王 勇 太原重工股份有限公司技术 中心 ，山西太原 0 3 0 0 2 4 摘要分析某厂液压机主缸泄漏的原因，发现 0形密封圈的压缩率过小，采用相应措施解决了泄漏问题；探讨影响液 压机主缸中 0形密封圈合理使用的因素，并给出防止泄漏或损坏的方法。 关键词0形密封圈；压缩率；内径拉伸率 中图分类号T H1 3 6 文献标识码A 文章编号1 0 0 1 3 8 8 1 2 0 1 2 1 01 6 0 2 在液压 系统 中 ，设置密封装置和密封元件的作用 在于防止工作介质的泄漏及 外界尘 埃和异 物 的侵 入。 液压工作介质在系统或元件容腔内流动或暂存时，由 于压力、间隙、黏度等因素的变化，导致少量工作介 质越过容腔边界 ，由高压腔向低压腔或外界流出，这 种现象 称为泄漏 。在液压机 主缸 中为 了防止泄漏 ，已 经广泛地应用了 0形密封圈，因其具有密封性能可 靠、密封部位简单、易拆卸、运动摩擦阻力小等特 点。但在实际使用中，由于忽略密封圈的合理使用条 件 ，装配后密封部位容易出现泄漏或损坏，使液压机 不能稳定生产 。 1 问题 的提出 某厂有一台液压机使 用不 久 ，主缸 即发生泄 漏 ， 更换密封件后，使用一个月左右又出现泄漏现象。认 真分析 了泄漏原 因，采取了相应防治措 施解决 主缸泄 漏问题后 ，液压机一直保持稳定生产。 2主缸泄漏原因分析 该机主缸 的直径 3 6 0 m m，压力 2 8 M P a 。柱 塞端 部有一个 0形 密 封圈 3 6 0 m m 8 ． 6 m m 。起初 怀 疑 0形 密封 圈的质量有 问题 ，曾先后将 4个厂家 的 0 形密封圈进行对比试验，结果发现其使用寿命并无明 显差别。漏油 的密封圈未产生扭曲、断裂、老化现 象，磨损也不严重。经检查，0形密封圈的沟槽尺寸 及 各 部 尺 寸 均 符 合 J B ／ Z Q 4 2 2 4 的 规 定 沟 槽 深 7 ． 5 m m ，宽1 1 m m ， 但计算 0形密封圈的压 缩率后 ，发现 了问题 。 0形密封圈必须有一定的压缩量才能起密封作 用。一般资料推荐 零件尺寸在极限状态下 0形密 封 圈 的 压 缩 率 不 小 于 1 1 ％ ，最 大 压 缩 率 不 大 于 3 0％ 0形 密封 圈的密封工作原理见图 1 。 B ／ ／／／／ ／／／／／, b c d 图 1 0形密封圈的工作 原理 0形密封 圈压缩量 ， c d 0 一 日C 0形密封圈压缩率 ， c d 0 一 HC 1 0 0 ％ 2 式中d 为 0形密封圈断面直径； 日为 0形密封圈沟槽深度 ； c为缸壁与柱塞 的间隙。 该液压机缸筒内径为 3 6 0 m m，柱塞直径为 3 6 0 。 ． m m；0形 密封 圈断面直径 为 8 ． 6 6 m m，内 径为 3 4 4 ． 3 m m； 沟槽深为7 ． 5 。0 ．2 m m 。 所 以 d o ⋯ 8 ． 60 ． 1 68 ． 4 4 mm H 7 ． 50 ． 27． 7 mm C 3 6 0 0 ． 1 一 3 6 0 0 ． 1 ／ 2 0 ． 1 m m 由公式 2 得 二 1 0 0 ％ 6 mi n J 一 m l x 1 0 0 ％ _ 7 ． 6 ％ 3 因压缩率 s 7 ． 6 ％ 1 1 ％ ，故 确定 主 缸泄 漏 的主要原 因是 0形密 封圈压缩率过小 。 3改进与探讨 该密封装置中压缩率过小，是由于缸筒与柱塞的 收稿 日期 2 0 1 2 0 21 0 作者简介王勇 1 9 8 4 一 ，男，助理工程师，主要从事锻压设备设计与研究工作。E ma i l t z d y s w y t z ． e o m ． c n 。 园㈨ 第 1 0期 王勇O形密封圈在液压机主缸中的使用探讨 1 6 1 间隙过大引起的。对缸筒或柱塞进行涂镀处理可减小 间隙。因受条件和生产任务紧迫所限，不便采用上述 措施 ， 而采取了增加一道 0形密封圈并修改沟槽尺 寸的办法，使问题得到解决。 从公式 2 可 知 ，减小沟槽 尺寸 日同样可 以提 高压缩率，但 过小将导致装配困难。为求得合理 的沟槽尺寸 ，应进行下列计算 。 3 ． 1 沟槽深 日 的计算 由公式 3 得 H d o i 1一 i 一C 将 ⋯1 1 ％，d 0 ⋯ 8 ． 4 4 m m，C 0 ． 1 m m代 人上式得 H 8 ． 44 1 0 ． 1 1 一 0 ． 1 7 ． 4 1 m m 3 ． 2沟槽宽 B的计算 O形密封 圈的矩形沟槽宽度 曰，取决于 O形 密封 圈受压缩时其断面横向变形率和 O形密封圈在工作 介质中的溶胀率。 O形密封圈横向变形率 的定义为 s 6 Bl d 0 ／ d 0 式中 为 0形密封圈受压后横向宽度 图 1 ； d 为 0形密封圈断面直径 。 故 B 1 1 8 6 d o 又 0形密封圈压缩率与横向变形率有如下关系 占 46 b 占 所 以 B 1 1 d o 5 将 81 1 ％代人式 5 得 B 1 1 0 ． 1 1 8 ． 68 ． 9 1 m m 一 般资料推荐 O形密封圈沟槽最小宽度 日 为 1 ． 0 1～1 ． 1 B 。 最后确定沟 槽 主要 尺 寸槽深 H7 ． 30 ． 1 m m，槽 宽 B 9 ． 6-t - O ． 1 mm，其 他 尺 寸 按 J B ／ Z Q 4 2 2 4规定 。 3 ． 3 0形密封 圈最大压缩率的验算 由式 2 得最大压缩率为 s 二 _ 1 0 0 ％ t／ tl J x J ’ 1 0 0％ 1 7 ． 2 ％ 该值小于最大压缩率 3 0 ％。 3 ． 4 0形密封 圈内径拉伸率的验算 当 0形密封 圈的沟槽尺寸修正后 ，即沟槽深度 变浅 ，0形密封圈的实际装配内径增大，0形密封圈 处于受拉状态 。过大 的拉伸易引起应力松弛 ，加速橡 胶老化 ，影响使用寿命 ，故必须对 0形密封圈的拉 伸量进行验算。 0形 密封圈内径拉 伸率 半 1 0 0 ％ 1 0 0 6 6 t ／ , 式中d为轴径 或轴槽径 ； d ， 为 0形密封 圈的实 际内径 。 d 3 6 0 2 『 m j 3 6 0 2 7 ． 2 3 4 5 ． 6 m m d 3 4 4． 313 4 3 ． 3 mm 三 x 1 0 0 ％ 三 x 1 0 0 ％ 0 ． 6 7 ％ 该值小于一般资料推荐的数值 ，即6 2 ％。 3 ． 5 使 用探 讨 1 0形密封圈要有足够的压缩量才能起密封作 用，零件在极限尺寸时，0形密封圈最小压缩率建议 不小于 1 1 ％ 。 2 计算压缩率时，要考虑孔与轴的配合间隙。 当孔 、轴配合间隙大于 j B ／ Z Q 4 2 2 4推荐的配合 间隙 时，用公式 2 进行验算。 3 若计算 的最小压缩率小于 1 1 ％ ，应另选配 合间隙或修改沟槽尺寸 。 4 修改沟槽尺寸简单易行 ，但要对其最大压缩 率和内径拉伸率进行验算。最大压缩率控制在 3 0 ％ 左右，内径拉伸率 2 ％ ，使 O形密封圈易于装入。 4结论 着重探讨 0形密封圈在液压机主缸中的合理使 用，并给出了防止泄漏或损坏的具体方法，使液压机 发挥 了更好 的作用 。 参考文献 【 1 】齐文杰． 液压设备故障分析 [ M] ． 哈尔滨 黑龙江出版 社 。 1 9 8 6 ． 【 2 】荣廷藻． 液压系统故障诊断与排除[ M] ． 北京 机械工业 出版社 ， 1 9 9 8 ． 【 3 】荡振武， 计云田． 液压传动及其修理[ M] ． 北京 机械工 业 出版社 ， 1 9 9 0 ． 【 4 】徐灏． 机械设计手册[ M] ． 北京 机械工业出版社 ， 1 9 9 2 ． 【 5 】 卢黎明． O形密封圈压缩率的应用分析[ J ] ． 中国设备工 程 ， 2 0 0 3 4 5 7 ．