液压缸密封工艺分析.pdf

机床与液压2 0 0 3 ． N o ． 6 液 压 缸 密封 工 艺 分析 吴瑞 明 ，周 晓 军 ，雷 良育 ． 浙江 大学，浙江杭 州 3 1 0 0 2 7 摘要 本文结合驱动桥性能试验台液f 系统的研制和现场 的制造 、调试．通过对液 缸的密封上艺的分析 ．提 出并分 析_『 影响密封效果的密封圈选用、加工及焊接变形、装配与调试等因素、以求解决液 缸密封的工艺 题。 关键词液 压缸 ；密 封 工 岂 ；变 形 中 图分类 号 T HI 6 2 ． 1 文 献标 识码 B 文章 编 号 1 0 0 1 3 8 8 1 2 0 0 363 0 62 Re s e ar c h Of Oi l Cyl i n de r’ s Ai r pr o of Te c hno l og y WU R u i mi n g ．Z HO U X i a o - j u n．L E I L i a n g y u Z h e j i a n g U n i v e r s i t y ，Ha n g z h o u 3 1 0 0 2 7，C h i n a Abs t r ac t The t e c hn o l o g y o f o i l cy l i n de r was an a l y z e d． As t h e k e y of o i l cy l i n de r’S a i v p r o o f， t h r o u g h ma n u f a c t u r e．a i v p r o o f r i n g ’ s s e l e c t ， s y s t e m d e b u g a n d a s s e mb l y me t h o d ． Ke y wo r d s Oi l c y l i n d e r ； Ai r p r o o f t e c h n o l o ； Di s t o r t i o n 0 引 言 液压 气动 技术是实现 传动控制现 代化的关 键技术之一 ，是弱 电控制和机械强大功率输出之问的 理想 放 大 中介环 节 ，它 的发展 速度 和 水平 直 接影 响 到 整个机电产品的质量和水平。液压件作为一种重要的 基础件 ，它处于高压流体作用下 ，通过主要零件 的相 对运动对流体实施控制，它对密封要求有一在工作压 力 和温 度 范 围内 ，应具 有 良好 的密封 性 能 ；密封 件 的 材料和系统采用的工作介质要有相容性 ；动密封件的 摩擦 阻力 要小 ，即摩 擦 系数 要 小 而 稳 定 ，特 别 是静 、 动摩 擦 系 数差 值 要小 。密 封 件 的耐磨 性 要好 ，磨 损 后 应 有 一定 程 度 的 自动补偿 、制造 简单 、装拆 方便 、成 本 低廉 。 HC Q 3汽 车后 桥试 验 台 由液 压 系统 的执 行 元 件一 液 压 缸 又称 油 缸 完 成 ，如 车桥 的装 夹 、制 动 等 。 液压缸的特点是传动无间隙，运动平稳 。密封装置用 来阻止有压工作介质的泄漏和防止外界空气 、灰尘 、 污 垢 和异 物 的侵 入 。工 作介 质 的 内泄漏 会 降低 液 压缸 容积效率 ，恶化技术性能，甚至无法工作。其外泄漏 会 导致 工 作介 质 的浪 费 ，污 染环 境 ，严 重 时可 引起 机 械操作失灵和人身事故 ；空气的侵入 。使介质的弹性 模 量 降低 ，产生 气 穴 ，增 加 系统 的振 动和 噪声 ；灰 尘 和污染 物 侵入 系 统 后 ，增 加 了介质 的污 染 度 ，阻塞 缝 隙、增加磨损 、降低工作寿命 ，加速 了系统的内外泄 漏 ，所以液压设备的压力等级 、可靠性及使用寿命 的 提 高 ，很 大程 度 上决 定 于密 封 装置 和密 封 件 。 1 密封圈的性能 分析与选用 Y x密封圈，又 称高低唇 Y型密 封圈 ，属单 向密 封 ，短 边 为密 封边 ，紧 贴密 封 滑动 表 面 ，一般 工 作压 力 2 0 MP a时 ，为防止其根部挤入 间隙而啃坏 ，使用 时在 密 封 圈根 部 放 置 一 个 挡 圈 。Y x密 封 圈 密 封 能 力 随 压 力提高而 自动增大 ，并具有一 定 的 自动补偿磨 损功 能 。唇边 要 面 对 有 压 力 的 油 腔 装 配 。C 型 密 封 圈 较 贵 ，而注塑型密封 固最高温度 只有 8 0 。 ，有切 口；浇 注 型聚 氨脂 密 封 圈 的 性 能 稳 定 ，最 高 温 度 可 达 1 2 0 。 e p u圈 ，我 们选 用 浇注 型 。密 封 圈材 料 选 用 聚 四氟 乙烯 ，聚 四氟 乙烯 有 良好 减磨性 ， 自润滑 ，较 低 动摩 擦一 0 ． 0 4，但 冷流 性 、导热 性较 差 。 图 1 液压 缸不 意 图 同轴 密 封 件 用 橡 胶 O 型 圈 作 为弹 性 圈 ，与 采 用聚四氟乙烯塑料制成的密封滑环组成 ，如方型同轴 密封 件 G l y d r i n g 、阶 梯 型 同 轴 密 封 件 斯 特 封 ， S t e p s e a 1 ，这 种 密封 圈装 置 利用 O型 圈 的 良好 弹 性 作 施力元件，将填充四氟乙烯塑料滑环 紧贴在密封面上 起密封作用 ，具 有极低 的摩擦 系数 ，启动摩 擦 阻力 小；沟槽结构简单 ，所需装配空间小 ；工作温度范围 广等优点 。工作 压力 可达 4 0 MP a ，往 复运 动速度 ≤ 1 5 m ／ s ，工 作 温度 一4 0 。～2 0 0 。 C 。我 们采 用 中 国 民 航 广 汉 长 空橡 胶 密 封 件 厂 的 6 1 8 3 0 7密 封 圈 。用 于 活 塞 杆密 封 时 ，阶梯 型 迎着 压力 方 向 ，低压 处有 一 个后 角 不大 的 截面 ，在 活 塞杆缩 回时 ，可将 活 塞杆 表 面一 层 油膜 “ 抽吸” 回去 ，工作 介质泄 漏很少 。如果 采用 两 个 斯 特 封 串 联 使 用 ，密 封效 果 极 好 ，泄 漏 几 乎 为 零 。 装 配 时 斯 特 封 轴 向 组 合 滑 环 先 装 外 圈 ，后 装 内 圈 ，捏 软 装 入 ，也 可 用 温 水 泡 软 再 装 入 。 当 活 图 2 斯 特 封密 封 结 构 示意 图 维普资讯 机床 与 液压 2 0 0 3 ． N o ． 6 塞杆 西 0 I l l m 时，轴 用组 合滑环 能够 装入 闭式 沟 槽 ， 西 1 6 M P a ， 则测 试 压 力为 1 ． 2 5倍 公称 压 力 2 ra i n ； 4试 验合 格 后排 净油 液 ，用保 护 盖封 严 油 口 试 压 目的 高 压试 强度 ，是 否破 坏 ；低 压试 密封 圈 ，是 否毁 坏 、是 否 漏 油 。油 箱 容 量 建 议 为 5～6倍 流量 。 返 修 品分 析 液 压 缸 油 温 过 高 造 成 的 破 坏 一Y x 型 密封 圈烧 坏 、活 塞杆烧 黑 、胶 圈 发黄 、有 缝 。如 果 局部 胶 圈 发黑 、裂 纹 、烧 化 ，其 原 因为局 部受 力 不均 或 干摩 擦造 成 ；如 果密 封 圈 1 3 内或 里边 割去 一块 带棱 的部 位 ，一 般 是装 配时 倒 角 、棱 槽 割裂 造成 的 ；如果 下 转 第 3 2 4 页右 下 方 维普资讯 3 2 4 机 床 与液 压 2 0 0 3 ． N o ． 6 表 3待 诊断 样 本 序号 故障模式 I x 、 ■ 5 l 未知 0 ． O 9 3 7 0 ． 1 6 7 0 0 ． 0 7 0 0 0 ． 3 2 9 0 0 ． 1 4 7 0 2 未 知 0 ． O 6 0 o 0 ． I l o o 0 ． 0 4 6 0 0 ． 3 2 2 0 0 ． 3 4 2 0 3 未 知 0 ． 1 2 4 9 0 ． 3 O 6 9 0 ． 1 5 4 0 ． 3 4 8 3 0 ． 3 9 4 3 表 4 R B F网络诊 断 结果 序 故障模式 诊断结果 号 y I Y z ， 3 l 0 ． O 9 8 6 0 ．1 5 0 6 1 ． 0 2 7 2 0 ． o 2 4 7 2 M 、 一0． 09 37 1 ． 0 o9l 0． 0868 0． 0 02l 3 M 4 ／M 一0． 03 70 0． 0787 0．1 49 7 0． 96 60 表 5 B P网 络诊 断结 果 序 诊断 结果 号 故 障模式 yI Y2 l 帆 0 ． 1 0 3 4 0 ． 0 9 I 1 0 ． 9 l 8 6 0 ． O 6 3 8 2 一0． 0 3 7 8 0 ． 9 9 9 7 一O ． 0l 2l 0 ． 0l 0 0 3 无 法 判定 一 0 ． 7 6 3 9 0 ． 6 6 3 4 0 ． I I 4 7 1 ． 04 l 9 3结 论 本文将 R B F网络应用于故 障诊 断系统 中，有 效 地克 服 了 B P网 络 的缺 陷 ，R B F网络 不 仅 同 B P网 络 一 样 具有 任 意 精 度 的 泛 化 能 力 ，而且 R B F网络 具有 最佳逼近特性 ，这种最佳逼近特性 ，传统 B P网络是 不具备的 ，实践表 明 R B F网络是 有效 的，它 克服 了 B P网络 的 缺点 ，对 故 障 模 式 的识 别 精 度 较 高 ，且 可 以较 为正 确识 别偏 离训 练样 本 的 征兆 。 参考文 献 【 1 】f h 学奎，陈进 ． 基于多指标融合的故 障诊断理论与 方法 ．振 动工 程学 报 ，1 9 9 9 ． 3 1 5 8～ 6 2 【 2 】颜荣庆 ，李 自光 ，贺尚红 ． 现代工程机械液 压 与液力 系统 、基本原理 、故障分析与排除 ．北京 人 民交通 出版 社 ，2 0 0 1 【 3 】吴义虎 ．汽车发动机技术 中的神经网络方法 ．北京 人 民交通 出版 社 ，2 0 0 0 【 4 】张 明 ．人工神经网络 的模型及其应用 ．上海 复旦 大学出版社，1 9 9 4 【 5 】张秀玲 ，李海滨 ．基于 R B F神经网络的数字模式识 别 方法 ．模式识别 与人工智能 ，2 0 0 0 ． 3 1 9 3～ 9 6 【 6 】张金玉 ，张优云，谢友柏 ．基于 R B F的范例检索方法 的研究 ．机械工程学报 ，2 0 0 0 ． 1 0 1 0 1 8～ 2 1 【 7 】闻新 ，周 露 ，王丹力 ，熊晓英 ． MA T L A B神经 网 络应用设 计 ．北京 科学 出版社 ，2 0 0 0 【 8 】刘贵立 ，张国英 ． 基于小波包的遗传神经 网络故障 诊 断 系统 研究 ．机 械工 程学 报 ，2 0 0 0 ． 9 9 1 1 0～1 1 2 【 9 】楼天顺 ，陈生潭 ，雷虎 民 ． M A T L A B 5 ． x程序设计语 言 ．西安 西 安 电子科 技 出版社 ．2 0 0 2 作 者简 介 游 张 平 ，男 ，1 9 7 8年 出 生 。长 沙 交 通 学 院 硕 士 研究 生 ，师从 长沙 交通 学 院汽 车与 机 电 工程 系李 自光 教授 ，主要研究方向现代工程机械机 电液 系统分析及计 算机仿真。 收 稿 时 间 2 o o 21 02 8 上接 第 2 3 5页 4数据库模 块 本 系统涉 及 的表 格 比较 多 ，形式 多 样 ，采用 关 系 型数据库系统进行数据管理 ，支撑软件有 V F P及 D e ． p h i。所有库文件 ，用户可在数据库管理模块 中进行 管理 。 3结束语 该系统 的设计 的界 面采用 和 A u t o C A D相 似的界 面 ，所有参数的输入采用对话框实现 ，操作简便。普 通工程技术人员几分钟即可完成设计 ，具有一定的工 程实用价值 ，且其 中的图线 、表格的处理也适用其它 的机 械 设计 中。 参考文 献 【 1 】叶克明 ．齿轮手册 ． 北京 机械工业出版社，1 9 9 0 【 2 】 肖刚等 ． 机械 C A D原理与实践 ． 北京 清华大学 出版 社 ．1 9 9 9 【 3 】康博创作 室 ． V i s u a l L i s p实用教程 ．北京 人民邮电 出版社 ，2 0 0 0 【 4 】郭剑峰 ，陈杉 ，王宁 ．用 V i s u a l L I S P开发 A u t o ． C AD 2 0 0 0应用程序 ．北京 人 民邮电出版社 ，1 9 9 9 收 稿 时 间 2 0 0 30 21 8 上接 第 3 0 7页 活 塞上 前一 个 Y x型密 封 圈 破坏 ，一 般 是液 压缸 伸 出 时破 坏 的 ，如 果 活 塞 上 后 面 一 个 Y x型 密 封 圈 破 坏 ． 那是 在 液压 缸缩 回时破坏 的 。加 工时 如 果衬 套磨 不 到 位 ，会造成缸体孔 出现刮痕 ，活塞杆收不回来 ，可以 考虑 缸 内铁 屑没 有清 除 干净 ，造成 油 路堵 塞 。 4结论 本文结合汽车后桥试验台课题 和作者液压件加工 的实 际经 验 ，阐述 液 压缸 的 密封设 计 、加 工 和返修 分 析 ，说 明 在密 封设 计 上 要 考 虑 的 恶 劣 工 况 和误 操 作 ， 以及 密封 圈 的选用 。密封 沟槽 推荐 用数 控 加工 ，以保 证 同轴度 和 尺寸 精 度 ，在 装 配 环 节 要 严 格 清 除 铁 屑 ， 并保证 密封圈的完整性 ，以达到 良好的密封性能。 参考文献 【 1 】李壮云．液压元件与系统．机械工业出版社 ，1 9 9 9 【 2 】焦振学．先进制造技术．北京理工大学出版社 ，1 9 9 7 【 3 】钱祥生．液压件制造工艺学．机械工业 出版社 ，1 9 9 5 作者简 介 吴瑞 明 ，男 ，3 2岁 ，工 程师 ，浙江 大 学 博 士。研究方向C A D ／ C A M、光机电一体化等。电话 0 5 7 1 87 95 251 6。 收 稿 时 间 2 o o 21 20 4 维普资讯