一种新型实用封堵技术在液压阀块中的应用（上）.pdf

Hv d r a u l i c s P n e u ma t i c s S e a l s ／ NO ． 1 0 ．2 0 1 2 一 种新型实用封堵技术在 液压阀块中的应用 上 冯庆 熙 ， 刘志刚 瑞士 K V T中国公司， 北京 1 0 0 0 2 0 摘要 简要介绍 液压 阀块工艺孔传统 的封堵方法 ， 以及优缺点 ； 通过 和新 型封堵技术对 比， 体现 出新型封堵技术的优越性 ， 及 在液压 阀块中的应用可行性和可靠性 ， 具有很好的市场推广潜力 。 关键词 封堵技术； 密封； 液压阀块； 应用 中国分类号 T H1 3 7 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 8 0 8 1 3 2 0 1 2 1 0 0 0 4 5 0 3 Ap p l i c a t i o n o f Ne w P r a c t i c a l S e a l i ng Te c h n o l o g y i n Hy d r a u l i c Bl o c k F E N G Q i n g - x i ， L I U Z h i - g a n g K V T S o l u t i o n e e r i n g G r o u p i n C h i n a ， B e i j i n g 1 0 0 0 2 0 ， C h i n a Ab s t r a c t I n t r o d u c e t h e t r a d i t i o n a l me t h o d s o f s e a l i n g f o r h o l e s i n h y d r a u l i c b l o c k s a n d a d v a n t a g e s a n d d i s a d v a n t a g e s ． C o mp a r e d w i t h t h e t r a d i t i o n me t h o d s ， n e w s e ali n g me t h o d h a s r e ma r k a b l e a d v a n t a g e s ． T h e n e w s e i n g t e c h n o l o g y h a s s u p e rio r t e c h n i c al c h a r a c t e ri s t i c s a n d t h e f e a s i b i l i t y i n h y d r a u l i c b l o c k ．T h i s n e w t e c h n o l o gy h a s v e r y g o o d p o t e n t i a l for p r o mo t i o n i n ma r k e t ． Ke y wo r d s p l u g g i n g t e c h n o l o g y； s e a l ； h y d r a u l i c v a l v e b l o c k； a p p l i c a t i o n O 引言 在液压系统中 ，为了实现某种复杂逻辑油路的控 制 、 减少控制 阀数量 、 简化结构 以及减轻重量等 ， 常常 多块逻辑阀集 中装配在某一金属块上 ，利用该金属块 内部已经打通 的油道实现逻辑联通 ，我们将承担这种 功能的金属块习惯称为液压阀块 。液压阀块 的质量好 坏对整个液压系统具有非 常重要 的意义 。由于在阀块 上为实现某种控制功能 ，经常需要在阀块内部打通很 多孔 。其中一些孑 L 的作用是为了让另一些孔能够方便 的加工 ， 这些孔我们常称为工艺孑 L 。除了工艺孔需要封 堵外 ， 另一些内部油道端 口也需要封堵 。 封堵品质的好 坏直接影响着液压系统的可靠性 ，阀块除了承担液压 逻辑控制的功能 ，长时间的工作在高压高频率的压力 冲击以及温度 冲击环境下 ，所以对封堵品质 的好坏更 加依靠。一旦封堵不好 ， 就会出现渗油 、 漏油现象 、 污染 环境 、 甚至导致液压 系统瘫痪无法工作 ． 延期工期 ， 根 据作者多年液压系统实践经验 ．液压系统的故障有一 半以上是由于密封不到位引起 的， 一旦开始出现渗漏 ， 如果不及时修复 ， 随着时间推移会 出现大量油液泄漏 ， 收 稿 日期 2 0 1 2 0 8 2 0 作者简介 冯 庆熙 1 9 8 0 一 ， 男 ， 甘肃庆阳人 ， 工程师 ， 硕士研究生 ， 主要从 事液压系统设计及高压封堵技术 。 严重影响液压系统工作及生产商的声誉。但同时 ， 液压 系统一旦遇到密封渗漏问题 ，往往又会面临售后维修 困难， 可靠性差 ， 屡修屡漏的顽疾。 1 传统密封工艺优缺点介绍 目前 国内液压厂家采用 的是传统的密封方式 ， 该 密封方式一般有两种 ， 一种是内六角 或者外六 角 螺 塞加密封组合垫的方式 ； 另外一种是钢球密封。大部分 厂家使用 的是第一种， 使用压力基本在 5 0 ～ 3 0 0 b a r 的范 围内， 优点是价格便宜 ， 可方便拆卸 ； 缺点是 需要额外 的工艺孔内螺纹工序 ， 内螺纹和密封面有垂直度要求 ， 工艺繁琐而且公差要求较高 ； 拧紧扭矩有一定要求 ， 达 不到扭矩时易泄漏 ，超过时容易使螺纹损坏 、拆卸困 难 ； 有些厂家为了保证密封质量 ， 常常在螺纹上涂厌氧 胶 ， 拧紧时容易有颗粒掉入孔 中， 并且 ， 厌氧胶涂好后 需要放置一段时间才能拧紧 ， 影响工作效率。第二种密 封方式是钢球密封 ， 在加工好的孔 中压人钢球后 ． 再焊 死工艺孔的密封方法 ， 其优点是 单个钢球 成本低廉 ； 容易安装 ； 可 以实现 自动化安装 ； 其缺点是 工艺孔精 度要求较高 ； 安装时有高纵向力作于于阀块 ； 仅能用于 低压环境 ； 无抗腐蚀保护 ； 易形成碎屑掉落管路 ； 是线 接触密封 ， 密封面积很小 ， 容易泄漏和对阀块造成过大 压强 ； 外工艺孔焊接时阀块容易出现热变形。所 以， 现 在大部分液压厂家基本不再使用此种密封方式。 45 Hv d r a ul i c s Pn e u ma t i c s S e a l s ／ No． 1 0． 2 01 2 表 2 下面我们 以实验说 明MB的安全裕度 ， 安全裕度用 上 面盐 雾 实验 的 MB 8 5 0 0 4 0持 续 5 0 0 h后 的样 品 来完 成。测量堵头喷出瞬间的压力值 ， 从实验的数据得 出。 最小平 均喷出压力为 1 5 9 0 b a r ，最大平均喷 出压 力为 3 2 2 4 b a r ， 这个压力也远远高于我们密封要求的压力 ． 可 见 ，即使盐雾实验 5 0 0 h后做 的喷出压力值也足够高 ， 可见 ， 安全裕度足够高。 3 瑞 士 K V T公 司 MB系列堵头优缺点 从上 面我们可以看出 ，该密封的工作原理实际上 是基于不 同材料之间存在硬度差 ，挤压变形形成的面 密封 ， 是利用堵头里面球 的压入时挤压套筒 ， 套筒膨胀 时同时外壁上的环形尖槽压人工艺孔内壁形成的金属 间纯机械密封。非常紧密 ， 不会产生泄漏。同传统的螺 纹紧固加组合密封垫的方式具有绝对的优势 ；同传统 钢球 密封 相 比 ， MB产 品密 封可 以形 成 的金 属 间挤 压后 的结 实 的密 封面 ，而钢球 密 封 只形 成密 封线 且 密 封质 量难以保证。同时 MB系列除了常规产品外 ， 还有满足 航空质量标准 的高端产品，以及适应不 同酸碱环境 的 非常规产品， MB产品规格套筒直径 3 - 2 2 m m； 额定耐压 可达 4 5 0 b a r ； 安装对孔的公差要求很低 ， 公差 范围为 0 一 0 ． 1 m m， 一般只需要一次钻好不需要二次再加工 对 孑 L 和表面的垂直度基本无要求 ； 对安装孔要求很低 ； 适 合批量生产 ；批次间安装有非常好的一致性 ，安装方 便。除此之外 ， 受力性能也好于钢球密封。 图 5 a 、 图 5 b为 7钢球和 MB 7 mm挤压变形 的密 封处 的应 力分 布状 况 。 I a b MB 7 mm 图 5应力分布状况 注 ①表中 P l u gP MA表示 完全装配好的堵头 球／ 套筒 ， 机器批量装配 ， 从生产线 中抽取 的 样品 P l u g H M表示 完整的堵头。 球体和套 筒手工装配的， 非生产线抽取的样品； S l e e v e P MA表示 只有套筒 ，套筒抽取批量生产线 中， 球体没有装入套筒中； ④N e w S l e e v e 表示 只有套筒， 套筒外协生产的， 公司检验。 ⑤1 1 表 示 在实 验时间段里 ， 第一 次出现 白锈和红锈 的时 间； ⑥ 我们只观察套筒实验 结果 ， 钢球不 予考虑 ；⑦未 考虑 白锈和红锈腐 蚀的面积大 小； ⑧％表示堵头数量 套筒 腐蚀率； ⑨WR 白锈； ⑩R R 红锈； O 1 g o o d 表面完好。 钢球密封引力分布 MB膨胀密封应力分布。 从上图上我们明显的能够看 出， MB膨胀密封方式 的应力很平均 ， 而钢球密封处的应力过于集中。M B膨 胀密封力学性能明显优于球密封。 4 应用 实例及 国内市场推广 瑞士K V T公司的 MB系列堵头在 国外很多著名 的 液 压 件 企 业 都 一 直 在 使 用 ， B o s c h R e x r o t h ， P a r k e r ， B u c h e r ， S a u e r D a n f o S S ， E a t o n等。国内的液压知名企业 也开始大量使用。在液压市场上具有很强的吸引力 ， 对 液 压密 封技术 的发展具 有积极 意义 。该公 司于 2 0 1 1 年 在 中国建立分公司 ，虽然把这种先进技术引入中国时 间不久 ， 但是已经取得了良好的市场反馈。 5 结束语 本 文介 绍 的瑞士 K V T公 司 MB系列 的新 型实用 封 堵技术 ， 其优点是 1 对工艺孔要求低 ， 安装方便 ， 快捷 ， 灵活 ， 一致 性好 ， 适合大批量生产； 2 额定耐压最高达 4 5 0 b a r ， 产品规格 3 2 2 ra m， 以 及能满足航空质量标准的高端产品； 3 以膨胀咬合 的方式实现纯机械式密封封堵 ， 安 全裕度高 ， 可靠性高等诸多优点 ， 在液压阀块密封领域 的广泛使用 ，将会使液压技术在新型封堵技术 的结合 下会有更进一步的发展 ，为高压密封技术提供 了新的 指导 方 向 。 参 考 文 献 [ 1 】 赵伟 国． 一种新 的封堵技 术介绍f J ] ． 液压 气动与 密封 ， 1 9 8 5 ， 4 ． 【 2 ] 李安 ， 何宏伟 ． 一 种新 型实用密 封技 术在拉 丝机 中的应 用研 究【 J 】 ． 电线电缆 ， 2 0 0 8 ， 2 3 8 4 0 ． [ 3 ] 马金英． 液压阀块的设计【 J ] ． 起重运输机械 ， 2 0 0 5 ， 1 o ． 47