液压密封件的标准化.pdf

Hy d r a u l i c s P n e u ma t i c s＆ S e a l O ． 1 1 ． 2 0 1 3 液压密封件的标准化 刘伟建 广州司密达实业有限公司， 广东 广州 5 1 1 4 9 5 摘要 密封件 的标准 因品牌 、 地域、 国家等差异而不尽相 同， 标准 的参 次容 易让 客户在选型时 陷入 困境 。 液压密封件的标准化 ， 大则包 括国际性标准的选择 。 细则涵盖密封件 的尺寸 比例和型号 。而确定一套行之有效 的准则 ， 是密封件发展 的必经之路。 关键词 标 准的可塑性； 标准槽深； 密封件“ 脱轨 ” 中图分类号 T B 4 2 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 8 0 8 1 3 2 0 1 3 1 1 - 0 0 7 3 0 3 S t a nd a r d i z a t i o n o f Hy d r a u l i c S e a l s Ke nn e t h L龇 S e a l t e c h C o ． ， L t d ． ，G u a n g Z h o u 5 1 1 4 9 5 ， C h i n a Ab s t r a c t S t a n d a r d i z e d s y s t e m o f s e a l s v a ri e s i n a c c o r d a n c e wi t h b r a n d s ， r e g i o n s a n d c o u n t ri e s ．T h e d i ff e r e n c e p o s e s a p r o b l e m t o t h e p r o c e s s o f s e a l s e l e c t i o n ．S t a n d a r d i z a t i o n o f s e a l s c o n t a i n s the i n t e r n a t i o n a l p rin c i p l e s ， s i z e a n d t y p e o f s e a l s ．T h e r e f o r e ，t o s e t a n e ff e c t i v e s y s t e m i s of g r e a t n e c e s s i t y f o r t h e f u r t h e r d e v e l o p me n t of s e als ． Ke y wo r d s s e l e c t i o n o f s t a n d a r d； g r o o v e d e p t h； d e r a i l me n t o f s e a l s 0 引言 密封件种类繁多 ． 尺寸结构复杂 ， 加上需要适应不 同介质而变化的材料 ． 都让设计人员在选形环节上无所 适从 ． 方案经常被无从解决的泄漏问题卡住 ． 又或者因 为选形错误令整体成本大幅增加 除了对密封件应用经 验不足外 ． 最大的难题， 莫过于 自密封件 问世 以来 ， 都没 有一套完善通用的标准。 1 标准 的可选性 单是尺寸结构 ． 密封件在不同地域 、 国家都有不 同 的标准 ． 以最常用 的 O形 圈为例 ， 由早期 的 A S ／ B S 美 标 ， 亚洲地区流行的 J I S 日标 ， 意大利的 4位数标 ， 德 国的 D I N， 瑞典的 S MS ， 法 国的 R， 到近年在国内常见 的 G B国标 ．单是在不同的截面尺寸 ．随意都可算出超过 2 0种 ． 更不用说和内径变化配合后 的复杂程度 ． 假若不 作 出选择 ． 除了增加库存备件 的品种数 目外 ， 也会增加 用户购买维修零件时的难度 。间接降低 了商品竞争力。 为此 ． 我们总结 了各个标准 的设计原理 ． 归纳 了全球市 场流行尺寸的覆盖范围和存在现成模具数量的比较 ． 确 定推荐美标 AS 5 6 8系列作为标准化 的目标 ．可能读者 在这里会提出一个疑问． 现在大多数地 区都继续推行公 收稿 日期 2 0 1 3 0 9 3 0 作者 简介 刘伟建 1 9 6 1 一 ， 男 ， 香港人 ， 主要从事液压气 动密封件和密封件 专用辅助工具的销售 和研发工作。 制尺寸 ．为什么我们会建议 A S 5 6 8这英制系统作标准 化的建议单是截面尺寸已够复杂 ， 按公制列出的尺寸 就有 1 ． 7 8 ／ 2 ． 6 2 ／ 3 ． 5 3 ／ 5 ． 3 3 ／ 6 ． 9 9 m m。 但也只是 6个尺寸． 根 据动／ 静密封槽的不 同压缩 比要求 ． 也不过是 1 2个固定 的标准槽深尺寸 ． 通用的设计要求都能调整到一个小数 字内． 例如 1 ． 7 8 mm截面要求的槽深是 1 ． 3 ram， 比较其他 系统． 不显得特别复杂 A S 5 6 8最大的优势是直径尺寸 递增频率高 ．当我们对设计直径作出微调时． A S 5 6 8都 能迁就 ． 尺寸变化不必做一些 5 ～ 1 0 m m的大幅调整。 再加上 A S 5 6 8 对密封槽 的尺寸要求 ．是根据动态 方 向作 出偏差微调 首先我们把 0形圈的第二次安装 动作时的滑动面作定义方法 ． 假如一个外径密封 ． 要求 密封槽的直径要 比 0形 圈内径大 见图 l a ． 安装后 0 形圈因本身的应力紧拉 ．让整个密封内圆贴紧槽底 ． 避 免 因为在金属件安装时 。 因为密封件“ 脱轨” 造成损坏 。 内径 密封 的选形 要 求则 刚 刚相反 ． 密 封槽 的直径 要 比 0 形 圈内径小 见图 l b ． 安装后 0形圈因本身的应力撑 紧 ． 让整个密封外 圆紧贴槽底 ． 目的同样是避免密封件 “ 脱轨” 1L J l rL - b 内径密封 图 1密封形式 因为“ 脱轨” 造成的密封件损坏是不可检测 的． 在完 73 一1 夕 h㈠ ． 吣 液 压 气 动 与 密 封／ 2 0 1 3年 第 1 1期 成密封件安装后 ． 拆开零件检查 。 然后再重新安装一次 是完全不合理 的． 这些安装损坏 问题会被暂时隐藏 ． 通 常在零件测试甚至成 品使用 时才显现 ．造成生产延误 甚至令维修率增加 既然 A S 5 6 8已经是 0形圈现存的一项使用普及和 设计合理 的标 准．我们在选择时应偏 向地 区化还是全 球化甚至我们要另创一套举世无双的标准 ， 这可要取 决于我们对产品普及地域范围的 目标和期望。 2 标准的黄金 比例 密封件设计的优化 ．其实和大 自然生物界进化模 式没 有很 大 分 别 ． 物竞 天 择 ． 如果 我们 把 几个 地 区作 比 较 ． 特别针对拉杆封部份 ， 会发现在这设计 竞赛 当中 ， 欧洲 的战况最为激烈， 几乎每年都有改进 。美洲地 区自 伟大的“ 霞板” f 美 国宝色霞板 S HA MB A N 设计后 ． 暂时 未见有后来者 ． 亚洲地 区在战后几十年都没变化 ． 使用 者甚 至仍在追求不 同颜色的问题上纠结 ． 如上所述 ． 欧 洲标准可以说是较为值得参考的。 1 1 ． 6这个黄金 比例 ．可 以说是欧洲和亚洲在拉杆 封设计上的一项重大分别。1 1 ． 6意指当槽深是 1 ， 槽宽 必须是槽深的 1 ． 6倍或以上 见图 2 。假设密封截面 比 例是 l 1 ． 形状呈正方形的密封件在动态密封槽有机会 被金属件拖动造成在槽 内翻滚 ．长方形截面的密封槽 则可避免这情况 的出现 ．早在 2 0年前 的欧洲设计 ， 已 遵循这项原则 ．以 m m为单位 ，常见 的尺寸比例有 4 6 ． 4 。 4 ． 5 7 ． 2 ， 5 8 ， 6 9 ． 6 ， 7 ． 5 1 2 ， 1 0 1 6等 等 。 图 2槽 深 和 槽 宽 的 比例 密封件截面大小一般跟随内径变化 ．在安装容易 程度和空间容许 的情况下 ．建议在可能范围内采用较 大截面 ． 因为密封材料的正常老化过程是 由表到里 ． 密 封件体积小 。 老化过程也会较快。 内径的选择肯定是被动式 ．因为所有设计的通过 最终都和成本挂钩．内径的选择必须是按市场流通拉 杆的金属尺寸 ， 方可令产品成本更低 ， 更容易普及。 篇幅有限． 这里只列举两项让行业作标准化的参考 ． 根据液压／ 气动缸的各种功能环， 我们都可按工作要求、 安 装难度 、 普及程度提出客观的标准化建议， 目标在于 1 提高流体传动的开发和生产效率 2 增强流体传动的可靠性 3 降低流体传动因泄漏引起 的故障率 ； 4 避免因为非标密封件引致成本增加 。 7 4 3 型号的标准化 编 制 司达 行密 封件 手 册 时 ．鉴 于市场 上 的 密封 件 型号属个别品牌专用 每个 品牌的编制方法都不 同， 但 基本 上没有一个单一品牌能百分百满足同一 客户 ． 用 户在跨 品牌选型时都会碰上一些困难 ．所以我们以密 封件功能作为主导编制型号的第一原则 ．再按密封件 的形 状和结构的复杂程度 ， 由轻至重 ， 由简 至繁 ， 参考 化学元素表的排列方式 ． 列出 3位数字的型号表 ． 让使 用者在选型时已经可 以根据这两个原则 ．从型号得知 密 封件 的大概 结构 3 ． 1 功 能编 号 液 压／ 气 动密封 件 可分类 为 6个种 类 的功 能环 见 图 3 ，分别是 0活塞， 拉杆通用 ； 1拉杆专用； 2单 向活 塞专用 ； 3双向活塞专用 ； 4防尘环 ； 5导向／ 耐磨 ； 6固定 密封。0号功能代表活塞和拉杆通用的密封件 ， 代表产 品是内外唇等高的 U形封 图3密封件功能编号 3 ． 2 结构元素表 功能编号作为型号的首位 ．再把密封件根据承受 压力和结构 的复杂程度 ．产生如图 4所示的结构元素 图．让用户和操作人员更容易掌握型号和截面设计 的 记忆 方法 。 0 起动 ‘ 尝 单 材 料 单 材 料 口 - 单 面 m 轻 m C 2预压I J形填克 雾 _ 理材料嵌 3预爪外填克驱动 强材料 4 棚 外 填克 驱动 ’ ‘ 双材 料 5 蛆 g-承 耗 医 黎 四 理村 科 组 合 承 托 6 连 鲇 蛆 舟 ■ ■ _ 圈 豳 一 材 料 黏 结 组 合 7 3材 料 蛆 台 蕊 曰 密 封 r膨 胀 承 托 图4结构 元 幕 图 4 结语 密封件用途和种类复杂而范围广阔 ．标准化确有 难度 ． 从密封件使用者的利益角度为出发点 ． 标准化有 其必要性 ．若针对液压密封件的使用经验作 出准确分 类 ， 根据一些技术和实用原则 ， 也未必不 可能 ， 希望业 Hy d r a u l i c s P n e u ma t i c s S e a l s ， N O ． 1 1 ． 2 01 3 浅谈液压密封件的使用技巧 车毅力 广州司密达实业有限公司 ， 广东 广州 5 1 1 4 9 5 摘要 液 压密封系统 中密封件 的使用 ， 直接 关系到设计 及生产 的成败 ， 因为涉及选型错误 ， 不 良安装 ， 错误使用都会 让设备发生 “ 故 障” 。因此 ， 本文简单介绍液压密封件 的使 用技 巧。 关键词 液压 ； 密封 ； 泄漏 中图分类号 T B 4 2 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 8 0 8 1 3 2 0 1 3 1 1 - 0 0 7 5 0 2 On t h e Us i ng Te c h n i q u e o f t he Hy d r a u l i c S e a l s C日E l ， 一 S e a l t e c h C o ． ， L t d ． ， G u a n g z h o u 5 1 1 4 9 5 ， C h i n a Ab s t r a c t T h e u s e o f t h e s e a l s i n h y d r a u l i c s y s t e m h a s a c r u c i a l i mp a c t o n t h e p r o d u c t i o n ．T h e s e l e c t i o n e r r o r“ p o o r i n s t a ll a t i o n a n d t h e i mp r o p e r u s e wo u l d c a u s e t h e d e v i c e t o ma l f u n c t i o n ．T h i s a r t i c l e i n t r o d u c e s the u s i n g s k i l l o f t h e h y d r a u l i c s e a1． Ke y wo r d s h y d r a u l i c； s e a l ； l e a k a g e 0 引 言 液压密封件按其工作原理分为挤压型密封和唇形 密封 挤压型密封依靠装填于沟槽 的压缩性变形阻塞 泄漏通道 ， 获得密封效果 。唇形密封也是依靠装填沟槽 的预压缩弹性变形 阻塞泄漏通道 ，并在介质压力作用 下 。 唇 口进一步贴近对偶件 ， 增强阻塞密封效果。 液压组件是工业 的基础件 ．也是工业 自动化的基 础件 ． 已广泛应用于工业 、 农业 、 航空航天、 船舶 、 冶金 、 矿 山等各个行业领域 ． 起着 向系统提供动力源 的作用 ， 是系统不可缺少的核心组件。为了满足各行业液压 、 气 动密封 日益复杂 、 多样的要求 ， 密封材料也有 了迅速的 发展 。 其种类越来越多， 物理 、 化学性能不断提高。 密封 性能的优劣 ， 与正确选材 、 正确设计 、 正确安装使 用密 切 相关 。 1 液压系统密封设计 1 ． 1 密 封 形式选 择【 1 J 在液压系统设计 中． 密封设计是重要一环 ， 也是保 收稿 日期 2 0 1 3 0 7 ～ 0 4 作者简介 车毅力 1 9 8 7 一 ， 女 ， 湖南常德人 ， 助理工程师 ， 学士 ， 现从事液压 气动密封设计开发工作。 证液压 系统具备 良好密封性能的关键 ．选择密封结构 和类 型时．必须结合设备本身的情况进行选择 。如温 度 、 湿度 、 压力 、 速度 、 与流体兼容性 、 环境 中的颗粒灰 尘 、密封介质的润滑性等。密封结构选择后对相应对 偶件进行合理设计 ， 如安装密封件的沟槽的尺寸 、 表面 粗糙度等． 这些因素也会影响密封效果 。如需要反应灵 敏． 精确控制则经常选用斯特封格莱圈。如野外工作 的 工程机械工作的时候经常有冲击和低温天气 ． 它的防尘 环就会选用外露金属骨架的以免导致脱落 。像气缸 ． 压 缩机活塞环 ． 高压油封 ． 以及其他各种科学仪器 中的油 泵 ． 它们的液压密封件都需要特殊结构来满足。 1 。 2密封件选择 1 密封件形式选择 在液压系统中 ．常见 的密封形式有挤压型 0形圈 密 封 、 Y形 圈 、 V形 圈 、 U形 圈唇形 密 封 。唇形 密封 圈主 要用于往复动密封中 ．与挤压型密封如 0形密封 圈相 比． 往复动密封使用唇形密封 圈综合性能更好 ． 使用寿 命更高 。 唇形密封圈的密封压紧力是随介质压力的改变而 变化 的． 工作 中始终应监控介质压力的变化 。 即能保证 足够的密封压紧力 ， 又不至于产生过大的摩擦力 ， 挤压 界能打破地域限制 ， 早 日定立通用标准 ， 方便使用这更 好 地 去应 用 。 参考文 献 【 1 ] T h o n d u l o l a m K ． R ， P fi s f c r G ． T e s t i n g S e al ri n g s Ma t e ri a l s [ J ] ． E n g i n e e ri n g ， 1 9 9 1 ， 1 ． [ 2 ]2 R G We n s e l ， e t a 1 ． O- ri n g S e a l S e a l S t u d i e s f o r S p a c e a n d S p a c e S h u t t l e S o l i d R o c k e t B o o s t e r J o i n t s [ J ] ． C a n a d i a n of A e r o n a u t i c s a n d S p a c e J o u r n a l ， 1 9 8 8 ， 3 4 4 2 4 1 2 4 4 ． 7 5