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活塞桿用密封結(jié)構(gòu)與密封圈知識(shí)
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活塞桿用密封結(jié)構(gòu)與密封圈知識(shí)

來(lái)源:東莞市東晟密封件科技有限公司 - xranyun.cn更新時(shí)間:2015-03-27

    活塞桿用密封結(jié)構(gòu)與密封圈是往復(fù)運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)中的關(guān)鍵零部件。它不僅關(guān)系到泄漏問(wèn)題,而且還將影響到整個(gè)機(jī)器設(shè)備的性能與壽命。

  活塞桿在往復(fù)運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)中,主要承受一定的軸向力,并以一定的速度往復(fù)運(yùn)動(dòng)來(lái)對(duì)外作功。隨著科學(xué)技術(shù)與工業(yè)的發(fā)展,對(duì)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的要求愈來(lái)愈高,特別是在高壓、高速運(yùn)動(dòng)的情況下,活塞桿用密封結(jié)構(gòu)與密封圈問(wèn)題顯得尤為重要。我們?cè)诠こ淘O(shè)計(jì)中,多次采用了高壓、高速、低摩擦力的桿用密封結(jié)構(gòu)與密封圈,現(xiàn)介紹如下。 

一、常用的活塞桿用密封結(jié)構(gòu)與密封圈

 

  常用活塞桿用密封結(jié)構(gòu)與密封圈如圖1所示,密封圈材質(zhì)與使用條件見表1。

1

1 密封圈材質(zhì)與使用條件

號(hào)

類型

使用條件

材質(zhì)

工作溫度/


允許速度
/m . s-1



工作壓力
/MPa


1

O形圈

氯丁

-30°+110°

≤0.5

≤5

丁睛

-40°+110°

≤0.5

≤5

氟橡膠

-40°+200°

≤0.5

≤5

2

O+檔圈

氟橡膠

-40°+200°

≤0.5

≤35

3

Y形圈

聚胺脂

-40°+80°

≤0.5

≤16

丁睛+纖維

-35°+100°

≤1

≤20

4

YX形圈

聚胺脂

-40°+80°

≤0.5

≤16

丁睛+纖維

-35°+100°

≤1

≤31.5

5

V形圈

丁睛+纖維

-35°+100°

≤1

≤40

  由表1可以看出,常用的桿用密封結(jié)構(gòu)與密封圈其允許運(yùn)動(dòng)速度都比較低,因此廣泛用于運(yùn)動(dòng)速度要求不高的場(chǎng)合,如工程機(jī)械、冶金設(shè)備及輕工、農(nóng)業(yè)機(jī)械的液壓設(shè)備中。

二、高壓、高速、低摩擦活塞桿用密封結(jié)構(gòu)與密封圈

  隨著能源、礦山、冶金、鐵路、公路及建筑工業(yè)的發(fā)展,常常遇到高壓、高速、低摩擦活塞桿用密封結(jié)構(gòu)與密封圈。它們通常被稱為組合式密封。如圖2和表2所示。

2

2 活塞桿用密封圈

序號(hào)

工作條件

類型

材質(zhì)

工作溫度/


允許速度
/m . s-1



工作壓力
/MPa


1

斯特封

填充聚四氟乙烯

-50°+225°

≤15

≤70

2

格來(lái)圈

填充聚四氟乙烯

-50°+225°

≤15

≤70

3

斯來(lái)圈

填充聚四氯乙烯

-50°+225°

≤15

≤70

  這種密封結(jié)構(gòu)的特點(diǎn):
  (1)為組合式密封,由O形圈產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力,對(duì)初始狀態(tài)及工作中起補(bǔ)償作用。
   (2)摩擦力小,由于填充如石墨、銅粉、碳釬維、玻釬等添加劑,降低了摩擦阻力,提高了耐磨性,其摩擦系數(shù)f<004。
 ?。?/span>3)允許線速度高,v≤15m/s。
 ?。?/span>4)耐高壓。
 ?。?/span>5)泄漏小,具有泵吸功能,如圖3所示。

 

3

 ?。?/span>6)活塞桿桿徑范圍大,最大桿徑1000mm。
  圖3所示為密封件與活塞桿接觸應(yīng)力分布。在高壓一側(cè)應(yīng)力分布集中,壓力梯度大;而當(dāng)活塞桿返回時(shí),應(yīng)力分布比較平緩,此時(shí)斯特封后部楔角的作用,由液動(dòng)壓力產(chǎn)生了一個(gè)附加的返回壓力(泵吸功能)使被泄漏在間隙中的油液又被吸回工作系統(tǒng)中,從而減小了泄漏。
  圖23為斯來(lái)圈與斯特封組合應(yīng)用,它避免了金屬之間的接觸,提高了支承能力并能承受一定的側(cè)向力,摩擦力小,適于高壓,高速系統(tǒng),經(jīng)試驗(yàn)得到證實(shí)。

三、實(shí)例

  對(duì)活塞桿桿徑分別為25、3295的三種不同的缸體與活塞桿,采用了如圖2所示斯特封組合密封結(jié)構(gòu),密封件采用美國(guó)霞板組合密封。測(cè)得數(shù)據(jù)如表3所示。

3

桿徑

桿徑公差

試驗(yàn)壓力/MPa

泄漏


零壓下靜磨擦力
(四道密封)/N


25

20

0

≤320

≤180

32

20

0

≤430

≤300

95

20

0

≤32000

≤1800

  由表3可以看出,在桿徑名義尺寸相同的情況下,活塞桿上的摩擦力與桿徑公差關(guān)系重大。盡管公差的范圍很小,但摩擦力相差一倍左右,它反應(yīng)了裝配后的預(yù)緊力大小,也從另一方面說(shuō)明,活塞桿的配合公差選擇是不可忽視的,應(yīng)根據(jù)不同廠商的要求確定活塞桿桿徑的配合公差。
  總之,選擇什么樣的活塞桿用密封結(jié)構(gòu)與密封圈應(yīng)綜合考慮以下因素:
 ?。?/span>1)活塞桿的運(yùn)動(dòng)速度大?。?/span>
 ?。?/span>2)工作壓力的大小;
 ?。?/span>3)密封圈對(duì)活塞桿配合公差及溝槽尺寸的要求;
 ?。?/span>4)活塞桿的起動(dòng)摩擦力大??;
 ?。?/span>5)允許泄漏量;
 ?。?/span>6)工作溫度;
  (7)工作介質(zhì)粘度。


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