谈液压橡胶密封件的使用和维修.pdf

Hy d r a ul i c s Pn e uma t i c s＆ S e a l s ／No ． 3． 2 01 0 谈 液压 橡胶密 封件的使用和维修 木 】 芡 湖北武汉风神汽车修理厂，湖北武汉4 3 0 0 5 5 摘要本文介绍了液压橡胶密封件的使用性能，结构形式及密封机理 ；密封材质与液压油液的相容性及其对密封件的影响；几 种常见橡胶密封件的使用性能 ，装配要点及其失效的形式和原因；同时提出液压橡胶密封件维修注意事项及预防失效的措施。 关键词橡胶密封件；使用和维修；预防措施 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 0 0 3 0 0 0 50 6 Di s c us s t he Us e a n d M a i n t e n a n c e o f t h e Hy d r a u l i c R． u b be r S e a l s ZHU H u b e i Wu h a n F o n g X n F i x F a c t o r y ， Wu h a n 4 3 0 0 5 5，C h i n a Ab s t r a c t T h i s a r t i c l e d e s c rib e s t h e p e r f o r ma n c e，s t r u c t u r e a n d s e a l i n g me c h a n i s m o f t h e h y d r a u l i c r u b b e r s e a l s ，t h e c o mp a t i b i l i t y o f t h e s e a l s ma t e ri a l s a n d h y d r a u l i c fl u i d a n d i t s i mp a c t o n t h e s e a l s ，a n d t h e p r o p e r t i e s ，a s s e mb l y p o i n t s a n d f a i l u r e c a u s e s o f s e v e r a l c o mmo n rub b e r s e a l s ．At t h e s a me t i me，t h e ma i n t e n a n c e p r e c a u t i o n s a n d p r e v e n t i v e me a s u r e s f o r f a i l u r e a r e p r o p o s e d ． Ke y W o r d s rub b e r s e a l s ；u s e a n d ma i n t e n a n c e ；p r e v e n t i v e me a s u r e s 0 概述 橡胶密封件是密封装 置 中的一类通用 基础元件 ， 在泄漏和密封这一对矛盾 中扮演十分重要 的角色。在 人类征服 自然的过程 中解决泄漏和密封 问题。一直推 动技术进步 、防止和减少环境污染 的重要途径。橡胶 密封件是密封技术中广泛应用的一类橡胶制品。因为 橡胶具有 宝贵 的弹性 的高分子 材料 ，较宽 的温 度范 围，在不同介质中给予较小的应力就会产生较大的变 形 ，这种变形可以提供接触压力 ，补偿泄漏间隙 ，达 到 密封 的 目的 。 1 液压橡胶密封件的使用性能 1 泄漏量极小。要求液压密封件泄漏量小 ，具 有 良好的密封作用 ，并随液压油的压力增高而 自动提 高其密封作 用 ，即使 在高 压及 高温 等恶劣 工作 环境 下 ，液压密封件的泄漏量也无 明显 的增加 。 2 良好 的相容性。因液压密封件长期浸泡在液 压油中，极易溶胀 、溶解或脆化变硬等 ，使之丧失密 封作用 ，因此要求液压密封件对液压油具有 良好 的相 容性 。 3 摩擦阻力小。为避免或减少液压设备产生低 压爬行等不 良现象 ，要求液 压密封件具有较低 的静摩 擦阻力 和动摩擦阻力 ，并且其摩擦系数应非常稳定 。 收稿 日期 2 0 o 9 8 5 作者简介朱俊 1 9 8 3一 ， 男 ， 湖北武汉 人 ， 汉 族 ， 自 2 0 0 4年毕业 于湖北 工学院 ， 后供 职 于武 汉市 风 神汽 车修 理 厂助 理 工程 师 ， 从事 汽 车运 用 工作 。 4 使用寿命长。液压密封件应具有 良好的弹 性 、耐热性 、耐寒性 、耐压性 、耐磨性及一定 的物理 机械强度等 ，并且使用寿命长。 5 价格 低廉。液压 密封 件应易于制造 和安装 ， 其相应的密封槽也应该易于加工制造 ，对密封表面的 加工精度等要求较低 ，且低格低廉 。 2 液压橡胶密封件的结构原理 常用 的自封式压紧型液压橡胶 密封件 ，主要有 0 形密封圈、圆形密封圈和方形密封圈等 ，它们具有结 构简单 、易于制造、成本低廉等优点 ，因此它们是液 压传动系统 中广泛应用 的动 密封元件和静密封元件。 它们安装在密封槽内通常产生 1 0 ％ ～ 2 5 ％ 的径 向压缩 变形 ，并对密封表面产生较高地初始接触应力 ，从而 阻止无压力液体的泄漏。 液压缸工作时 ，压力液体挤压 自封式压紧型液压 密封件 ，使之进一步变形 ，并对密封表面产生较大的 随压力液体的压力 ，严格地说应为压强。增高而增高 的附加接触应力 ，并与初始接触应力一起共 同阻止压 力液体的泄漏。但 当工作压力大于 1 0 MP a时 ，为了避 免合成橡胶质 自封式压紧型液压密封件的一部分被挤 入密封间隙而 在液压 缸往复 运动 中被 切掉 而造成泄 漏 ，须在合成橡胶质 自封式压紧型液压密封件 的受压 侧 ，各设置一合成树脂挡 圈，如尼龙挡圈、聚 甲醛挡 圈和填充聚四氟乙烯挡 圈。由于合成橡胶质 自封式压 紧型液压密封件在工作 时具有较大的压缩变形 ，因此 其静摩擦 阻力特别 大 ，通 常为 其动摩 擦 阻力 的两倍 多。如此大的静摩擦 阻力在一些低压液压传动 系统 中 5 液 压 气 动 与 密 封／ 2 O l 0年 第 3期 势必造成低压爬行及操作困难等不 良现象，这正是 自 封式压 紧型 液压 密 封 件很 小 单独 用 作 动密 封 件 的 原 因 。 2 ． 1 唇型密封件 目前 ，陶瓷工厂液压机械设备液压缸常用的液压 组合密封件主要是由 0形密封 圈与方形密封圈、U形 密封圈 、Y形密封圈 、Y x形密封圈及其他特殊形状 的 液压密封圈的叠加使用构成 的。 1 V形 密封 圈。V形密封 圈的密封性能较好 ， 可根据工作压力的大小来确定所用密封圈的数 目，通 常须借助于压盖的调整来补偿密封圈的磨损量 ，其致 命 的弱点是结构复杂 ，通常须 由支承环 、密封圈和压 环三部分组成 ，其摩擦阻力较大并随工作压力和密封 圈数 目的增大而增大。因此 V形密封圈仅适宜于运动 速度较低而工作压力较高的液压缸采用。 2 U形 密封 圈。U形密封 圈的密封性 能较好， 但单独使用是极易翻滚 ，因此需与锡青铜质支承环配 套使用 ，其摩擦 阻力 较大并 随工作压力 的升高而增 大。因此 u形密封圈仅适宜于工作压力较低或运动速 度较低的液压缸采用。 3 Y形密封圈。Y形密封圈是依靠其张开的唇 部紧贴于密封表面而保持密封的，通常可单 独使用 ， 其密封性能较好 ，摩擦 阻力较小 ，耐压性能好 ，工作 稳定性好 ，使用寿命长。因此 Y形密封圈适宜于高速 变压 、大缸径 、大行程的液压缸采用 。Y形密封圈依 靠其张开的唇边贴于密封副偶合面。无 内压时 ，仅仅 因唇尖 的变形而产生很小 的接触压力。在密封的情况 下，与密封介质接触 的每～点上均有与介质压力相等 的法向压力 ，所以唇形圈底部将受 到轴向压缩 ，唇部 受到周向压缩 ，与密封面接触变宽 ，同时接触应力增 加。当内压再升高时 ，接触压力的分布形式和大小进 一 步改变 ，唇部与密封面配合更 紧密 ，所以密封性更 好 ，这就是 Y形圈的 “自封作用 ” 。由于这种 自封作 用 ，一个 Y形圈能有效的封住 3 2 MP a的高压。 压力赋能型密封的有效密封压力等于预压力与流 体压力之和。Y形密封圈通过唇边 的作用将 流体压力 有效作用于密封 ，其预压力可以降到很小值 ，并且流 体压力越高 ，预压力的效用越小 ，在高压场合 ，预压 力的作用可以忽略不计。这时降低密封摩擦力是有利 的，因为密封摩擦力与密封接触压力成正 比。所 以 Y 形密封 圈 在保 证 密 封 的 同 时，摩 擦 力小 于挤 压 型 密封。 4 Y x 形密封圈。Y x形密封 圈是截面高度与宽 度之比大于 2并且工作唇于非工作唇不等高的 Y形密 6 封圈 ，它分为孔用 Y x形密封圈和轴用 Y x形密封圈 ， 其密封性能一样 ，除具有 Y形密封圈的一切优点外， Y x 形密封圈单独使用时决不翻滚 ，进一步提高了其耐 压性及工作稳定性 。因此 Y x形密封圈特别适宜于高 压 、高速变压及快速运动的液压缸采用 。 2 ． 2 自封式紧密型液压密封件 与唇型密封件类似 ，它依其本身的变形对密封表 面产生较高 的初始接 触应力 ，阻止无压力 液体的泄 漏。液压缸工作 时 ，压 力液体挤 压并撑 开其 密封唇 部，使之紧贴密封表面而产生较高的随压力液体的压 力增高而增高的附加接触应力 ，并 与初始接触应力一 起共 同阻止压力液体的泄漏。 3 密封材质与液压油液 的相容性及其 影响 液压油用于液压传动系统中作为工作介质 ，起能 量的传递 、转换和控制作用 ，同时还起着液压系统内 各部件的润滑 、防腐蚀 、防锈和冷却等作用。而液压 系统中的密封件起着防止流体从结合面间泄漏 、保持 压力 、维持能量传递或转换作用。目前 国内外使用的 密封材料大部分是高分子弹性体 ，一些特殊 条件下也 有使用塑料及各类金属。但不管属于哪一种材料 ，都 应具有下列性能 具有一定 的机械物理性能 如抗张 强度 、定伸强 度、伸 长率 ；有 一定 的 弹性、硬度 合 适 ，并且压缩永久变形小 ；与工作介质相适应 ，不容 易产生溶 胀 、分 解 、硬 化；耐磨 ，有一 定 的抗 撕性 能 ；具有耐高温、低温 的老化性能。然而，没有任何 密封材料包括上述全部性能，需要根据工作环境 ，如 温度 、压力 、介质以及运动方式来选择适宜 的密封材 料 ，并通过制定材料 的配合 配方来满足一定 的要求 。 或者采用两种 以上材料复合或组合结构的形式发挥各 自的特长，达到更加全面的效果 。 1 密封效果的形成 动密封分为非接触密封和 接触密封。非接触密封主要是各种机械密封 ，如 石 墨填料环、浮环密封等 ；橡塑复合密封件和橡塑组合 密封件均属于接触密封 ，依靠装填在密封腔体 中的预 压紧力 ，阻塞泄漏通道而获得密封效果。液压系统用 的密封件多为静密封 端面密封 、往复动密封 活 塞 、活塞杆密封 及旋转密封。 2 影响密封效果的因素 密封结构的选择和油 膜形成 、压力 、温度 、材料的相容性 ，动密封所接触 工作表面的材质 、硬度 、几何形状 、表面光洁度等。 液压油的颗粒污染来源之一是密封件材料与液压 油不相适应而产生 的碎屑或磨屑。密封件因溶涨被损 Hy dr a u l i c s P ne u ma t i c s S e a l s ／No ．3 ． 201 0 坏产生的碎屑或被抽提出来 的未被结合 的无机物和填 充补强材料 ，使密封件损坏并失效 ，同时对油品形 成 污染造成液压油变质以致失效 。 液压系统 中广泛使用 叶片泵 ，在其工作压力大于 6 ． 9 MP a的状态下 ，磨 损 问题 变得 突 出，因而在液 压 油中使用 了抗磨剂 ；为了适应在高温热 源和明火 附近 的液压系统 ，使用抗 燃 的磷 酸酯 、水 一乙二醇 液 压 液 ，水包油和油包水乳化液等。应用而生 的抗氧 、防 锈等各 种 类 型 复合 添 加 剂 配 置 的 不 同 用 途 液压 油 液品种繁多。如 抗磨液压油 复合 剂类型 中的无 锌型 无灰型 抗磨液 压油 复合 剂 ，是 用烃类 硫化 物 、磷酸酯 、亚磷酸酯等 ，还有 同时含硫 、磷和氮三 种元素的 S P I 1 极压抗磨剂。在极压工业齿轮油中， 也以 PS 型极压剂为主。 密封件产生 “ 溶涨”或 “ 抽提”的原因是液压油 中添加剂所含有 的各种化学元素及其浓度 ，依据 “ 相 似相溶” 的原理 ，对不 同的密封 材质产 生不 同的影 响，也 即 是 密 封 材 料 的耐 介 质 性 能。例 如 s h e l l o m a l a 3 2 0齿轮油和 s h e l l o m a l a 4 6 0齿轮油 中显示极性 的磷元素浓度在 3 0 0 p p m左右 ，所 以丁腈橡 胶因含有 丙稀腈基团而具有极性 ，具有优 良的耐油性能 ，却不 适宜该类型油品的介质条件 。随着液压油 油 品种 的不断研发 ，为改善油 液 性能 的各种抗磨 、极 压 添加剂 、金属减活剂 、破乳化剂和抗泡添加剂等 ，对 密封件的材料的影响需要通过实验来验证 。 橡胶材料的密封件耐 油 液性能 ，一般采用标 准试验油 ，按试验标准规定的温度条件和试验 时间下 浸泡，通过对浸泡前后测试值对 比 如材料的硬度变 化 、拉伸 强度 变化率 、扯 断伸长 变化 率 、体 积 变化 率 、压缩永久变形等 ，评价其性 能。不 同用途对材 料的指标值考核不一样 。 在一个动态柔性密封及其配合面之间存在一层完 整的润滑膜 ，在正常状态下 ，正是借 助这层润滑膜来 达到密封 目的并延长密封件 寿命。在液压系统 中，液 压油 液对密封 件密封性能 的影 响除介质／ 密封 材 料的相溶性 。油品的黏度 、黏度 随温度 的变化 、往 复 旋转运动速度 、压力及轴 、缸体或活塞杆 的材质 、 硬度 、几何形状 、表面光洁度 ，以及 密封件 的结构等 影响润滑膜形成 和膜特征 的因素 ，均影 响密封效果 。 一 般 说 来 ，形 成 连 续 的 润 滑 膜 能 获 得 理 想 的 密封 效果 。 日本 N O K公 司最先在世 界上用 最新 的图象处 理 技术解释清楚油封的密封原理。认为油封 旋转动 密 封的密封机理 由润滑特性和密封原理两部 分组成 。 润滑特性 油封的摩擦特性受流体 的黏度 与滑动速度 支配 ，油封与轴的相 对滑动表面在油膜分离 的润滑状 态下运 动 ，因此保 持摩擦 阻力 小 ，磨 损小 。密封 原 理 油封滑动接触面上油的流动是从大气侧流 向油侧 又从油侧流 向大气侧的循环 。滑动面的润滑 良好 ，可 防止磨损的进行 ，由此没有泄漏 。当系统运动速度过 高时 ，影响连续 的润滑膜的形成 ，导致 摩擦热增加 ， 超出密封材料的耐温范围则造成 密封件的损坏 。压力 过大时 ，除影 响油膜 形成 ，还会 对橡 塑密 封件 产生 “ 挤隙”作用 ，一般可采 用加 “ 挡 圈”来改善。或选 择摩擦系数小 、自润滑性好 的组合密封件结构将有助 于改善摩擦副之间的润滑 ，适用于高低速往复运动及 高压系统 的液压缸活塞 、活塞杆 密封。根据系统工况 条件及介质环境合理地选用密封件和密封材料 、正确 安装使用和维护密封件 ，是获得有效的密封效果 、可 靠性及使用寿命的关键。 4 常见的几种橡胶密封件使用性能及装 配要点 1 油封 。油封分为普通型和耐压型两种 ，主要 用于轴类件的密封。为防止油液外漏及尘土 、水分和 机械杂质沿轴向渗入，其唇口内经一般比被密封的轴 径小 ，所 以装配时对过盈量要求 比较严格 ，过大 、过 小均会造成密封失效及使用寿命缩短。普通型油封 的 承压强度一般为 0 ． 3～ 0 ． 5 MP a运 动圆周线速度不大 于 0 ． 4 m ／ s ，唇 边 内 经 与 轴 之 间 压 缩 余 量 为 0 ． 2 ～ 0 ． 4ram 。 2 耐压型 或带耐压支承圈油封的承压强度 一 般为 ，0 ． 3～1 ． 0 MP a ，4～1 2 m ／ s运动 圆周 线 速度 为 ，唇边 内经与轴之间的压缩余量 由轴径参数合理确 定。装配要点安装前 ，油封 的金属骨架应完好 ，自紧 弹簧无脱落及锈蚀 ，被密封轴 的表面无毛刺 、划伤及 划痕等 ，装配过 程 中应用 引导 套装 配 ，严 禁猛 打猛 敲 ，以保证油封唇 口端面与轴 中心线垂直。 3 形密封圈。形密封 圈按其密封形式主要分为 径向密封和轴向密封两种 ，使用 时一般压缩余量较大 且精度要求较高 以保 证有较好的密封性。装配前密封 槽应无污染物及毛刺 ，密封圈表 面无拉伤及 沟纹 ，唇 口和飞边无变形 、龟 裂和老化现象 ，装配过程 中应防 止密封表面被螺纹 、键槽等的锐边划伤及 密封圈发生 扭 曲，脱落和错位等现象。 4 Y形密封圈。Y型密封圈的截面呈 Y形 ，是 一 种典型 的唇形 密封 圈。按 其截 面 的高 、宽 比例 不 同，可分为宽型 、窄型 、Y x型等几类 ；按两唇的高度 7 液 压 气 动 与 密 封／ 2 01 O年 第 3期 是否相等，则可分为轴 、孔通用型的等高唇 Y型密封 圈和不等高唇的轴用 Y型密封 圈和孔用 Y形密封圈。 Y形密封圈的类型主要有轴用和孔用两种，均为单 向 密封 ，广泛用作介质为空气和矿物油 的高中低压往复 运动 的密封 ，Y 型密 封 圈 的适 用 工 作 压力 不 大 于 4 0 MP a ，工作温度 为 一3 O～ 8 0 ℃ ，作双 向密封时，两 个密封圈必须背对背的使用。其使用寿命高于 O型密 封圈。采用丁睛橡胶制作时为 0 ． 0 1～ 0 ． 6 m ／ s ；采用氟 橡胶制作时 ，为 0 ． 0 5～ 0 ． 3 m ／ s ；采用聚氨酯橡胶制作 时，则为 0 ． 0 1 1 m ／ s 。Y型密封圈的密封性能 、使用 寿命及不同挡圈时的工作压力极 限，都以聚氨酯橡胶 材质为佳。Y型密封圈特点 密封性能可靠；摩擦阻 力小 ，运动平稳 ；耐压性好 ，适用压力范围广 ；结构 简单 ，价格低廉 ；安装方便 。一般情况下 ，Y形密封 圈不用支承环，若工作压力 1 6 M P a或运动副有较大的 偏心以及 间隙较大时 ，应在密封圈支 承面放置挡 圈， 以防止密封圈被挤入间隙面 ，引起密封失效 。由于 Y 形密封圈的密封机理是通过压力的作用 ，使其唇边 张 紧在密封表面，所以选用和安装时应保证唇边和唇 口 质量 ，以防拉伤和损坏 ，其唇边应对着压力 腔～侧 ， 另外选用时应分清轴用或孑 L 用。 5 V形密封 圈。V形密封圈主要分为非夹布型 和带夹布型两种 ，非夹布型低压 0～ 2 ． 5 MP a 时密 封性能好 ，高压时密封性能差 ，而带夹布型低压时密 封性能差高压 6 ． 3 M P a时，密封 性能较好 。装配时 应严格控制其压紧力 ，防止过大或过小 ，并注意压紧 力应均匀分布，以防止唇部拉伤。V形密封圈用于各 种油压 、水压 、气动设备 的往复活塞及活塞杆上起密 封作用。旋转端面用纯胶密封 ，防止外界 的灰尘 、粉 末 、水及它们 的混合 物和油脂 等进入轴承 或密封 系 统。V形密封圈耐压程度较 高，可达 4 9 M P a ；它是叠 摞使用的 ，根据使用压力决定 V形圈的重叠个数 ，个 数多 ，耐压力高；可切 口使用 ；它对偏心有较强 的适 应性；不需配用抗挤 出圈；可以用调紧装置调节压缩 力 ，不会出现 突然 的泄漏 现象。可用 于大部 分轴 承 中，并且可以作为副密封用于主密封容易失效 的恶劣 环境中。一般情况下选用丁腈橡胶 N B R；在使用温度 高于 1 0 0 C，或者极端耐化学介 质的情况下 ，选用氟 橡胶 F K M。安装方便 ，可以正常拉伸并依靠橡胶本身 的弹性使其紧包在旋转轴上 ；唇 口接触压力小 ，并且 接触压力随线速度的增加而降低 ，耐磨性好；允许一 定程度的轴偏心 ；有效防止灰尘、粉末 、水 、油脂等 的侵入。 6 防尘密封圈。防尘密封圈为带唇边的胶 圈， 8 主要用于液压缸防尘密封，应根据工况，环境条件等 因素合理选用。装配时应严格控制唇 口与活塞杆的压 缩余量 一般为 0 。 4 0 ． 8 mm 防止过大，否则会造 成唇 口发热 、老化等 ，防尘圈内侧与活塞杆表面的间 隙量应控制在 0 ． 4～ 0 ． 6 m m之 间。总之，在工程 实践当中，要理论联系实际 ，综合各方面的情况加以 分析 、研究 ，准确而快捷地排除因橡胶密封件引发的 液压系统故障，使设备正常运转。 5 常见的液压橡胶组合密封件 液压缸常用 的液 压橡胶组 合密封件主要 是蕾形 圈 、格来圈和斯特封。 1 蕾形圈。蕾形圈通常是由合成橡胶质的 O形 密封圈与夹布橡胶质 的 Y形密封 圈的叠加使 用构成 的，与自封式压紧型液压密封件及 自封式 紧密型液压 密封圈，唇型密封件一样 ，依其本身的变形对密封表 面产生较高 的初始接触应力 ，阻止无压力 液体 的泄 漏。液压缸工作时压力液体通过 O形密封圈的弹性变 形始终挤压和撑开 Y形密封圈的密封唇部 ，使之紧贴 密封表面而产生较高的随压力液体的压力增高而增高 的附加接触应力 ，并与初始接触应力一起共 同阻止压 力液体的泄漏。 2 格来圈。格来圈通常是由合成橡胶质的 O形 密封圈与填充聚四氟乙烯质的方形密封圈的叠加使用 构成的，它可分为孑 L 用格来圈和轴用格来圈，但其密 封作用是一样的，依其本身的变形对密封表面产生较 高的初始接触应力 ，阻止无压力液体的泄漏 。液压缸 工作时 ，压力液体通过 O形密封圈的弹性变形始最大 限度地挤压方形密封圈，使之紧贴密封表面而产生较 高的随压力液体 的压力增高而增高 的附加接触应力 ， 并与初始接触应力一起共同阻止压力液体 的泄漏。格 来圈密封主要应用在液压缸的密封 系统 ，不管用于活 塞还是活塞杆，均获得 良好 的效果 。此类油封主要 由 两个元件组成 ，密封环和 O形圈。格来圈为双作用密 封圈 ，其工作原理是利用 O形圈和密封环的压力配合 作用，而密封作 用则取决 于整组 油封特殊 的形状设 计。格来圈在液压行业使用多年 ，主要应用于液压缸 之密封系统 ，无论使用于活塞或活塞杆 ，均获得 良好 的评价。此类密封圈主要由二个元件组成 ，一个特康 密封圈和一个 O型圈，格来圈为双作用密封圈，而且 由特康制成的格来圈在低摩擦阻力状况下 ，亦可使泄 漏量控制到极佳状况。特点 低摩擦阻力 ，无爬行现 象 ；无黏滞现象 ；在有润滑和无润滑时性 能均佳 ；沟 槽结构简单 ；耐高压 ，工作条件适应性强；规格多种 Hy dr a ul i c s Pne uma t i c s＆ S e a l s ／No ．3 ． 2 01 0 选择 ，可适用于大直径 2 5 0 0 ram液压缸。 3 斯特封。斯特封通常是 由合成橡胶质 的 0形 密封圈与填充聚四氟乙烯质的特殊形状矩形梯形 的密封圈所组成 的，0型圈施力 ，斯特封为单 作用 活 塞杆密封。摩擦 力底 ，无 爬行 ，启动力 小 ，耐高压 。 与格来圈一样可分为孔 用斯特封和轴用斯特封 ，其 密 封作用及密封机理与格来 圈一样 ，但它 只具有单向密 封作用 。 4 自封式 紧密型液压密封圈 唇形密封圈 ，与 密封表面紧密贴合的唇部接触面积较小 ，可以产生更 大的压缩变形 ，获得较好 的密 封作用。但易 于磨损 ， 磨损后其密封作用显著降低 ，若采用 0形密封圈与之 叠加使用 ，即组合密封件 时，即使唇部磨损后 ，由于 合成橡胶质 0形密封圈具有较大的弹性 ，它将 迫使唇 形密封圈的唇部紧贴密封表面 ，产生足够大的表面接 触应力 ，达到密封的作用 ，并且摩擦 阻力较小 ，工作 平稳 ，又易于装配和维修等 。因此 ， 目前全 自动液压 压砖机 、日用陶瓷制品，盘 、碟类等静压成 型机及 中 压注浆 、高压注浆卫生 陶瓷成型机广泛应用的液压密 封件几乎都是组合密封件 ．如格来圈及斯特圈等。 6 液压橡胶密封件失效的形式及其原因 液压缸是液压系统 中的执行元件 ，是将液体 的压 力能转换为机械能以驱动工作部件运动的装置。液压 缸发生泄漏容易造成缸爬行 、研伤 、环境污染 以及造 成不安全的隐患等问题 ，而密封是解决液压缸 泄漏 问 题最重要 ，最有效的手段 。 1 老化 密封件 的强度 、弹性及抗溶胀性 能下 降，发粘 ，变硬和变脆等 。 2 磨损 密封件密封表面出现偏磨 ，沿 轴向有 凹凸不平 的划痕 ，沿圆周方向有深度不同的沟槽。 3 损伤 唇 口撕裂 ，局部严重变形 ，密封表面 被锐器损伤 ，局部出现凹凸不平以及断裂等。 4 扭 曲 密封件 出现局部 翻转 、麻花 形扭 曲； 沿圆周 面塑性变形 不均 ，局部 出现 不规 则 凹槽 和 凸 起等。 5 膨胀 唇 口软化 、发粘和局部剥离等。 6 烧蚀 支承环烧蚀 ，唇 口碳化等。 橡胶密封件失效的原因。 1 选型不当或选用不合格的密封件 ，常常会出 现换一个坏一个 的现象。 2 装配质量不高在实际统计 中发现安装不当 是造成密封件失效 的主要原因 ，装配时强行压入 ，造 成密封件局部变形以及密封面被花键或螺纹等锐边处 的毛刺划伤等均会造成密封失效。 3 油液选用不当 油液选用是否适 当主要表件 失效 。现在与橡胶密封件材料的相容性方面 ，如果所 用油液与密封材料 的相容性差 ，将加速橡胶 变质 、膨 胀 、老化以及产生不沉性油泥，加速密封件的磨损。 4 油液污染 油液污染严重将导致密封件发生 磨料磨损、腐蚀磨损以及引起老化 、龟裂、膨胀变形 等 ，所以使用过程中必须及 时地检查油液的污染度合 理地确定换油周期 ，确保液压油的使用性能。 5 密封件存放不 当橡胶密封件放置 、存放 和 运输不合理也是造成密封件失效的原因。 7 液压橡胶密封件维修选用事项 在选购维修用密封件时，多数用户都会按样 品的 尺寸及颜色去购买 ，这只会增加采购的难度 ，而且不 一 定能选 中合适产品。建议 采用下列程序去提高采 购 密封件的准确性 1 运动方向。先决定 密封件所在位置 的运动方 向，例如往复 、旋转 、螺旋或 固定 。 2 密封重点。例如决定活动点是在 内径的拉杆 封或活动点是在外径的活塞封等。 3 温度等级。从原厂机械使用说 明查阅或按 实 际工作环境评估工作温度 ，决定所需使用材料 。有关 温度等级的说明可参考注意事项。 4 压力等级。从原厂机械使用说 明查 阅有关数 据 ，或通过观察原密封件的软硬度和结 构推断工作压 力等级 ，有关压力等级的说明可参考注意事项。 5 尺寸大小。多数用 户都会按使用过 的旧样 品 选购 ，但密封件在使用一段时间后 ，会 被温度 、压力 及磨损等因素大幅影响其原来的尺寸 ，按样选择只能 作为一个参考 ，更好 的方法是量度密封件所在位置的 金属槽尺寸 ，准确性会较高。 一 般密封件的损坏原因，也差不多是对密封件的工 作要求 密封件其中一个泄漏原因是因为本身材料被温 度影响硬化 ，当硬度过高时，密封件不能填充与配合零 件之间的间隙，就会产生泄漏。密封件的磨损涉及配合 零件的表面光洁度、运动速度和传动媒体等 ，不同的密 封材料适应不同的运动速度。当密封件承受过大压力时 会被挤 出到金属间隙 ，损坏密封件而产生泄漏 ，这种情 况涉及密封件本身的硬度及金属间隙是否过大，如果在 设计 、选型 、加工或安装上处理不当，都会出现挤出损 坏。腐蚀表现出来的情况是密封件软化甚至溶解 ，原因 是密封件被媒介入侵 ，选用材料时发生错误。如果媒介 含水或溶剂时都要特别注意。 0 液 压 气 动 与 J -／ 2 0 1 0年 第 3期 8 液压橡胶密封件失效的预防措施 选择密封件时应根据使用环境 ，注重密封件 的耐 油性、耐磨性 、耐热性 、耐寒 性及 耐化学药 品等 性 能 ，同时应考核其弹性和抗拉强度等机械性能 ， 如 普通油封的承压强度一般为 0 ． 3～ 0 ． 5 MP a耐压型的承 压强 度可达 1 ． O M P a 安装方法不当是密封件失效的主要原因因此安装 时必须注意以下几点 。 1 为防止密封件的唇边损坏 ，在密封件经过的通 道入 口处设置倒角或导向锥面，并涂以高熔点的润滑脂， 使其能够方便顺利地装入；要注意清除进排气或进出油 孔边缘的残存毛刺，防止毛刺划伤密封件表面；遇有密 封件需通过螺纹时，最好使用胎具或在螺纹处缠上胶带 或防损伤物，并涂以润滑脂。注意密封件的方向性。除 形圈外，一般密封件都有方向性 ，一旦装错方向就起不 到密封作用。同时要注意辅助元件的安装。 2 为了避免和防止密封件挤出和扭曲，除了注 意安还应注意以下几点 安装方向、间隙和加装挡圈 外 ，据液体压 力和密 封间 隙，选择 密封 的硬度应适 当；如密封槽棱角处的倒角半径太大，密封圈会被挤 出，加装的挡 圈也会被 挤压 变形 ，一般 倒角 的半径 为 ；0 ． 1 0 ． 2 m m；如果选用大于规定尺寸的形圈 ，特 别容易产生扭曲现象；尽量避免因操作不慎而损坏密 封圈 ，安装时使用专用胎具 ，不要使用螺丝刀等金属 工具 ，使用螺丝刀不仅会划伤密封圈还会使其扭 曲； 有承压通道的重要密封件 ，如液压泵 、阀等机件用的 密封件安装后应进行耐压试验 ，试验压力可取额定压 力的 1 ． 5倍保压 5 ra i n后不应有渗漏现象。 3 密封面的粗糙度是密封技术中的一个重要问 题 。一般推荐用 R a 0 ． 8～3 ． 2 m，如果粗糙度过高， 出现纵向拉伤或划伤及密封件唇 口磨损过快，无论采 用什么样 的密封也会发生漏油。如活塞杆工作时受到 灰尘 、沙土雨水和盐分 的影响，以及和导 向套之间的 摩擦 ，表面会生锈或有其他伤痕，就容易引起漏油 ， 因此活塞杆表面都要进行镀硬铬及抛光处理 ，并且对 镀层的厚度也有一定的要求 。 4 备用橡胶密封件应妥善保管 ，防止受到腐蚀 或其他损伤 ，对长期不用 的应根据情况进行报废 ，以 免使用时因橡胶老化引发故障。 在各类液压传动系统中置的机构封闭于壳体和管路 中，不直观，故排除故障较为困难。液压系统的故障往 往是由于部分元件或辅助装置损坏失效所致，其中，液 压系统橡胶密封件失效是工程机械产生故障的主要原因 之～。有关资料表明，因橡胶密封件失效所引起的机械 故障占总故障的 3 0 ％，因此 ，我们主要对橡胶密封件失 效的情况进行分析并找出相应的预防措施。 参 考文献 [ 1 ] 王忠诚主编． 汽车零部件热处理技术[ M] ． 北京 化学工业 出版社 ， 2 0 0 7 。 [ 2 ] 杨永先主编． 汽车故障诊断与综合检测[ M] ． 北京 化学工 业出版社 ， 2 0 0 6 ． [ 3 ] 张春和主编． 汽车常耗零部件的识别与检测[ M] ． 北京 化 学 工、 i 出版社 ， 2 0 0 6 ． 一 *一 ””“ ””” 十一”” ”一一”” ”一” 一“””“一*一 提升液气 密行 业节能减 排技术水 平 在液气密产品中，液压 、液力 、气动产品对机械装备 的节能起着重要 作用 ，密封件则是减少机械装备 传动介质泄漏 减排 不可或缺 的产品。而在液气密产品为机械装备节能减排发挥作用的同时，其 自身在 生产过程中也必须符合节能减排的要求。因此 ，业 内专家表示 ，为 了满足主机的需要 ，也为了 自身持续健 康发展的需要 ，液气密行业必须以节能减排 、环境友好为行业发展的理想 目标 。 专家指出，液气密产品要达到节能效果 ，提高使用寿命是 当务之急。提高产 品的使用寿命 ，主要应在 工艺、材料方面下大力量。我 国液气密行业企业近年来在加工装备方面投入资金较大，设备更新换代 ，加 工手段和能力得到大幅提高 ，但是在表面处理 的工艺上 尚存在较大差距 ，导致产品的使用寿命低 ，因此必 须大力推广先进的表面处理工艺。提高液压气动产品的使用寿命 ，还要求 为其配套的轴承、高强度螺栓 、 弹簧 、密封件的性能、质量可靠 。 泄漏是机械工业 的世界性难题 ，液压系统的泄漏 ，不仅污染环境 ，还会 降低设备 的使用性能和使用寿 命 。专家指出，减少泄漏要从设计开始 ，液压元件采用零泄漏 的密封结构和高性能的密封件，液压系统尽 量减少泄漏环节 ，如集成块 ，采用螺纹插装阀 ，高性能 的管件等。在产品开发时企业还应关注那些主机用 户急需的节能技术与节能产品。企业在研发产品时可采用先进 的设计方法 ，不仅提高工效几十倍 ，而且节 省大量原材料。 1 0