液压缸活塞杆密封泄漏原因分析与措施.pdf

液 压 气 动 与 密 封 ／ 2 01 2年 第 4期 液压缸活塞杆密封泄漏原因分析与措施 王雪峰 中石化金陵有限责任公司烷基苯厂 ， 江苏 南京2 1 0 0 4 6 摘要 从活塞杆密封结构 和受力着手分析液压缸活塞杆密封失效的实例 ， 找出密封型式不 当是 液压缸活塞杆密封泄漏 的主因 ； 液压 油夹带气体 ． 则 加速 了密封 的失效。 关键词 液压缸 ； 活塞杆 ； 密封 中图分 类号 T H1 3 7 ． 5 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 8 0 8 1 3 2 0 1 2 0 4 0 0 0 4 0 3 Re a s o n Ana l y s i s a nd M e a s u r e s o f Le a k a g e o f Hy d r a u l i c Cy li n d e r P i s t o n Ro d S e a l WANG Xu e S i n o p e c J i n l i n g l i mi t e d l i a b i l i t y c o m p a n y a l k y l b e n z e n e f a c t o r y ，N a n j i n g 2 1 0 0 4 6 ，C h i n a Ab s t r a c t I t “ S f r o m t h e p i s t o n r o d s e a l s t r u c t u r e a n d S t r e s s ， b e g i n n i n g t o a n a l y z e t h e h y d r a u l i c c y l i n d e r p i s t o n r o d s e a l i n g f a i l u r e e x a mp l e s ．t o fi n d o u t the s e a l t y p e o f mi s c o n d u c t i s t h e h y d r a u l i c c y l i n d e r p i s t o n r o d s e al l e a k a g e c a u s e； h y d r a u l i c o i l g a s 。a c c e l e r a t e d t h e s e al f a i l u r e ． Ke y wo r d s h y d r a u l i c c y l i n d e r ； p i s t o n r o d； s e a l s 0 引言 某化工装置通过分子筛吸附室的吸附 、脱附实现 物料 不同组分 的分离 ， 其核心设备 2 4通旋转阀 ， 靠液 压系统驱动旋转。液压缸是主要的执行元件 ， 系统提供 8 ． 8 MP a 液压油， 液压缸经控制 ， 每 1 1 0 ～ 1 3 0 s 伸长 、 收缩 做功一次 。 2 0 0 5年 2 0 1 1 年 ，同一 台液压缸多次发生活塞杆 密封泄漏 ， 影响装置正常运行。 表 1 液压缸活塞杆密封泄漏情况汇总表 2 0 1 1 ． 7 ． 2 7 ， Y型密封失效图片 ， 如图 l 所示 。 从液压缸 活塞杆的 密封结构及受力 分析着 手分 析 ， 找出泄漏产生的原因。 收稿 日期 2 0 1 1 - 0 9 2 7 作者简介 王雪峰 1 9 8 0 - ， 男 ， 江苏如东人， 本科学历， 从事设备管理工作 。 4 正 压 面 背 压 面 图 1 Y型密封失效图片 1 活塞杆密封结构及受力分析 液压缸工作在室外露天场所 ． 压力 8 ． 8 MP a ， 液压油 定期分析 ， 质量好 。 液压缸伸缩时间间隔在 1 1 0 1 3 0 s 之 间。 按装置运 行周期 8 0 0 0 h ／ 年计 ，每周期伸缩次数为 2 ． 2 2 ～ 2 ． 6 2 x l 0 。活塞杆密封要求在一个周期内保证稳定 。 1 ． 1 液压缸活塞杆密封结构分析 活塞杆密封件对缸杆进行密封 ， 必须满足在动 、 静 不同的工作条件下没有至大气侧的泄漏。 液压缸活塞杆密封 ， 采用 Y型密封 见图 2 防尘 密封型式。Y型密封圈 由较硬的聚氨脂制成 ， 因其弹性 力较差 ， 导致其密封性能降低 ； 活塞伸出行程形成较厚 的油膜 ， 收缩行程时油膜被刮除 ， 一旦密封发生泄漏 ， 会很快扩大 ， 产生大量泄漏。 损坏。 经上述分析可知，活塞密封密封型式不合理是活 塞杆密封失效的主因，液压油夹带空气加速了密封的 失效。 2 措施 2 ． 1 密封 型式 改进 查看液压缸设计 图．发现活塞杆密封设计为 0型 圈密封 Y型密封 防尘密封的结构型式。 实物活塞杆密封简化了 O型密封圈。按设计增加 0型密封圈 ， 要在密封套上加工密封圈槽 ， 通过停工检 修机会 ， 可实现 。 2 ． 2 斯 特 封 1 9 5 2年， 美 国 W． S ． S h a n m b a n公 司研发 出专利产品 斯特封 S t e p s e a 1 ， 9 0年代初 ， 全国液压气动标准化技术 委 员会 委托 天津 工程机 械研 究 院制定 斯特封 标准 ． 1 9 9 4年标准被批准 ， 1 9 9 5年 4月开始执行。 目前 ，斯特封广泛应用于各类型的液压缸活塞杆 密封系统 ， 一般与导 向带和支撑圈配合使用。斯特封结 构图如 图 3所示 。 活塞杆 Y 形密封圈 缸盖 图 2 Y 型密 封 故 Y型密封在活塞杆密封中很少单独使用 。 1 ． 2 液压 缸 受力分 析 液压缸活塞杆伸缩 ．经执行 机构实现直线运动变 为旋 转运 动 ， 因圆周 弧度 的存在 ， 液压杆 伸缩 过程 中 ， 活塞杆 、 缸体有一定摆动 ， 密封圈单边变形 ， 造成密封 圈非均匀磨损。经计算 ， 液压缸伸长做功最大偏斜距离 4 。 3 5 m m， 偏斜角度 O ． 5 。 。 查看失效密封圈如图 1所示 ，存在半 圆损坏的情 况 ． 存在非均匀磨损 ， 而造成失效的主要原因是密封圈 出现一处轴向贯穿性裂纹。 因无法改变 目前直线到旋转执行的设计 ， 使用中 ， 要利用检修机会 ， 对液压缸的磨损量进行测量监控 ， 保 证活塞 、 活塞杆 、 缸体 良好的同轴度。定期更换易损密 封件 ， 控制安装质量 。 1 ． 3 液压油带气 混入液压油的气体会导致活塞杆密封材料发生物 理性损坏 ， 在 高压状态下 ， 由于“ 气穴” 作用 ， 在 Y型密 封唇 口处 ， 气泡会被强烈的压溃 ， 局部产生极高的压力 和高温 。造成密封件内表面的高压侧和密封件的根部 产生小刻痕 ， 就像 “ 被咬过” 的痕迹 。气泡穿过密封边 缘 。 到达密封运动副中的隙缝 ， 并进一步运动到密封 圈 的根部时， 压力突然降低 ， 气泡团迅速膨胀使 Y型密封 外圈损坏或者导致密封件的根部破洞形成 。图 1中在 Y型密封圈的背面 。 确实有类似于“ 被 咬过 ” 的破洞形 式 的损坏。 分析认为 ，液压油系统设计采用充氮气囊保证油 压力稳定 ， 经跟踪 ， 充氮气囊使用 中确实存在氮气泄漏 到液压油中的情况。 1 ． 4 狄塞 尔效 应 在液压缸 内行程 中 ， 如果 运动速 度过高 ， 活塞杆 通过邻近 的间隙将油带走 ，密封槽可能部分抽空 ， 导 致油压力降低到空气溶解压 以下 。 此时溶解于液压油 中的空气逸 出形成气泡 ， 甚至导致有压力降低到饱和 蒸汽压 以下 ， 此时将产 生油蒸汽 ， 如果 在接下来得 运 动 中， 油压力 急剧上升 ， 气 泡突然被压缩溃灭 ， 温度急 剧上 升 ， 使油蒸汽 与空气混合物产 生 自燃 ， 即狄塞 尔 效应 。 而我们使用的液压缸对速度不高， 经测量在 0 ． 1 5 0 ． 2 m ／ s 。 检查失效密封圈 ， 未见狄塞尔效应造成的典型 图 3 斯特封结构图 斯特密封动密封状态下 。 可以使用到 8 0 MP a 。 运动 速度高达 1 5 m ／ s 。 对于作直线运动的双作用液压缸活塞杆密封 。 就泄 漏而言 ， 目前 ， 尚无一种密封可以达到完全密封 。 为提高 密封可靠性 ， 设计时， 采用不同类密封圈组合的形式。 3结 语 1 液压缸活塞杆密封使用单一密封型式 ， 很难取 得理想的效果 。要求长周期 、 连续运行的情况 ， 应设计 采用组合型密封 2 斯特封在直线运 动的双作用液压缸活塞杆密 封中应用广泛 ， 可靠性高 ， 设计时应优先考虑； 3 液压油带气 ， 会影响液压缸活塞杆 密封 寿命 ， 应选用可靠性更佳 的气囊 ， 注意检查气囊泄漏 4 液压缸活塞杆密封件 应严格按照检修周期进 行更换 ， 并控制好检修质量。 液 压 气 动 与 密 封 ／ 2 0 1 2年 第 4期 我国液压行业技术创新的动力机制 朱小 明 上海豪高机电科技有限公司， 上海2 0 1 1 0 2 摘要 该文研究 了我国液压行业技术创新的动力机制 ， 主要有企业 内部动力机制 、 市场动力机制 、 产权动力机制和政府法规动力机制 等 四种 ， 为研究液压行业技术创新措施提供了方向。 关键词 液压行业 ； 技术创新 ； 动力机制 中图分类号 T P 2 7 1 - 3 文献标识码 C 文章编号 1 0 0 8 0 8 1 3 2 0 1 2 0 4 0 0 0 6 0 2 The Po we r M e c h a n i s m o f t he Ch i n e s e Hy d r a u l i c I n d u s t r y Te c h no l o g i c a l I n no v a t i o n Z HU Xi a o - mi n g H a o g a o Me c h a t r o n i c s T e c h n o l o g y S h a n g h a i C o ． ， L t d ． ，S h a n g h a i 2 0 1 1 0 2 ，C h i n a Ab s t r a c t T h e t h e s i s s t u d i e s d y n a mi c me c h a n i s m o f t h e t e c h n o l o g i c a l i n n o v a t i o n a b o u t C h i n e s e h y d r a u l i c i n d u s t r y ， t h e r e a r e i n t e r n a l d y n a mi c me c h a n i s m o f e n t e r p r i s e ， d y n a mi c me c h a n i s m o f ma r k e t ， d y n a mi c me c h a n i s m o f p r o p e r t y r i g h t s a n d d y n a mi c me c h a n i s m o f g o v e rnme n t r e g u l a t i o n s ， d i r e c t i n v e s t i g a t i o n f o r t h e me a s u r e s o f t e c h n o l o g i c a l i n n o v a t i o n a b o u t t h e h y d r a u l i c i n d u s t r y ． Ke y wo r d s h y d r a u l i c i n d u s t ry ； t e c h n o l o g i c al i n n o v a t i o n； d y n a mi c me c h a n i s m O 引言 关 于技术创新的动力机制问题 国内外很多学者进 行过研究 ，根据生产要素和外部环境因素在技术创新 中所起 的作用不同 ， 有技术推进模式 、 市场拉引模 式 、 技术推 市场拉综合作用模式 、技术规 范技术 轨道模式 、 N R关系模式等 。企业技术创新 的动力 机制可以分为企业内在动力 由技术创新意识 、 技术创 新利益等组成 和企业外在动力 由市场需求 、 政府政 策扶持等组成 。液压企业技术创新的动力机制有企业 收稿 日期 2 0 1 1 - 0 8 2 2 作者 简介 朱小 n 1 9 6 7 一 ， 男 ， 江西南康人 ， 高级工程师 ， 硕 士 ， 从事液压 系统及液压元件的应用工作。 一* - 一 一 一- 一 一 一 - } 一 参 考 文 献 [ 1 ] 刘后桂． 密封技术[ M] ． 长沙 湖南科学技术出版社 ， 1 9 8 1 ． [ 2 】 姚碎全． 斯特 密封特性分析液压气动 与分析【 J 【 ． 液压气动与密 封， 2 0 0 3 ， 5 ． 【 3 】 赵虹辉． 浅析液压缸活塞杆密封泄漏及改进方法[ J ] 湘e 压气动 与密封， 2 0 0 6 ， 4 ． [ 4 】 姚 碎 全 ． 浅 谈 液 压 缸 的泄 漏 问 题 [ J ] ． 液 压 气 动 与 密 封 ， 6 内部动力机制 、 市场动力机制 、 产权动力机制和政府法 规动力机制等四种 。 1 企业内部动力机制 企业盈利和员工的 自我实现是企业技术创新 的内 动力 ， 也是文化力。企业要生存 ， 要发展 ， 就要盈利 ， 利 益的驱动是企业技术创新一种强大的内动力 。马斯洛 需求层次理论把人 的需求从低 到高依次分为生 理需 求一 安全需求一 社交需求一尊 重需求一 自我实 现五 类 ，好 的企业文化能为员工营造积极进取团结向上 的 氛围， 增强员工对企业的归属感和认 同感 ， 形成 自我实 现的良好环境 ， 为企业的发展提供了不竭 的动力 ， 特别 是企业家和技术人员可以发挥更加强大的作用。如宁 波华液机器制造有限公司为了企业的发展 ，在开发 出 - - - - 一 - 一 - 一 2 O o 3 ， 1 ． [ 5 】 张付英 ， 等． 基于物场变换法 的液压活塞杆 密封技术研究[ J ] ． 润滑与密封， 2 0 0 5 ， 5 ． 【 6 】 周志鸿， 张康 雷． 基工 程机械液压缸 活塞杆密封 的进 展f J 1 ． 润 滑与密封 ， 2 0 0 5 ， 1 1 ． [ 7 ] 邹建华 ， 吴榕． 分析液压缸 活塞杆密封失效 原因及防止措施 [ J ] ． 液压气动与密封 ， 2 0 0 7 ， 5 ．