液壓密封件選配方法淺析

液壓密封件選配方法淺析

工程機械配件管理中，如何正確選配液壓密封件是保證工程機械液壓系統正常工作的重要環節。工作實踐經驗表明，通過分析液壓系統對密封件的要求，掌握液壓密封件的技術性能、密封機理、使用特性，并根據要求合理選用密封件，是確保液壓系統機械性能的有效方法。
　　1 液壓密封件選用過程中存在的問題
　　在福鐵建設集團甚至許多機械使用單位的液壓密封件管理過程中，普遍存在對液壓密封件相關知識掌握不足,缺乏對液壓系統的認識。因此在密封件的發放及使用過程中，常出現密封件選用不當、替代品使用不合理、型號錯誤等,造成液壓系統喪失密封作用的不良后果。
　　2 分析液壓系統，明確對密封件的特性要求
　　2.1液壓系統分析 
　　要正確選用液壓密封件，通過液壓系統分析，明確液壓系統的工作要求是關鍵。以液壓缸工作系統為例（如圖1），第一道密封稱為系統主密封，主密封承受系統壓力。第二道密封稱為系統副密封，在正常工作情況下，副密封不承受壓力或只承受很低的壓力。系統主密封的潤滑性能應該比較好，應該能允許一定厚度的油膜通過，保證在高壓工況下仍有較低的摩擦磨損。系統副密封的低壓密封性能應該比較優秀，能擋住通過系統主密封的油膜，保證外泄漏為零。副密封的壓力很低或沒有壓力，即使潤滑不好，摩擦磨損仍很低。系統主密封還應具有較強的回油能力，帶出的油膜能在活塞桿回程時被重新泵回系統內部，維持動態平衡，防止系統背壓的形成。密封系統主密封和副密封通過其分工，即主密封在比較理想的潤滑狀態下將系統的壓力降下來，副密封在低壓或無壓力的狀況下實現對外部的零泄漏，同時實現低摩擦、低磨損。 密封系統實現低摩擦和零泄漏，關鍵在于選擇恰當的元件作主密封和副密封。如果是隨意把兩個元件串聯起來組成密封系統，起不到預期的效果，并有“副作用”---- 即背壓的形成，性能可能還不如使用單個密封件。

2.2 明確密封件的特性要求
　　主密封承受系統高壓，應具有下列特性(見圖2)：(1)耐高壓，密封件的材料應該有高的機械強度。(2)低摩擦磨損，密封件的材料應該有較低的摩擦系數和較高的耐磨性，密封件的設計保證它在較好的潤滑工況下工作。(3)回油能力強，保證帶出的油膜在回程時能帶回系統內部，實現動態平衡，防止背壓的形成。(4)泄壓功能，即密封件有單向閥的功能，在系統壓力較低或降為零時，萬一已經形成的背壓能馬上降下來，防止困油現象的出現。
　　副密封作為第二道密封，承受低壓或不承受壓力，主要功能是擋住通過主密封的油膜，實現零泄漏，副密封應具有下列特性：(1)低壓密封性能好。(2)低壓時摩擦磨損小。(3)能短時間承受系統高壓，即在惡劣工況下形成背壓時，也能可靠地工作。
　　3 區分密封件密封機理和具有的使用特性
　　液壓密封件的種類繁多，根據各自不同的特性選用符合要求的密封件是關鍵步驟。工程機械上常用的液壓密封件通?？梢詺w納為自封式壓緊型液壓密封件、唇形密封件兩大類。
　　3.1 壓緊形密封件
　　主要是○形密封圈,圓形密封圈和方形密封圈等。它們是液壓傳動系統中廣泛應用的動密封元件和靜密封元件。它們安裝在密封槽內通常產生10%～25%的徑向壓縮變形，并對密封表面產生較高的初始接觸應力，從而阻止無壓力液體的泄漏。液壓缸工作時，壓力液體擠壓自封式壓緊型液壓密封件，使之進一步變形，并對密封表面產生較大的隨壓力液體的壓強增高而增高的附加接觸應力，并與初始接觸應力一起共同阻止壓力液體的泄漏。但當工作壓力大于10MPa時，為了避免合成橡膠質自封式壓緊型液壓密封件的一部分被擠入密封間隙而在液壓缸往復運動中被切掉而造成泄漏，須在合成橡膠質自封式壓緊型液壓密封件的受壓側各設置一合成樹脂擋圈，如尼龍擋圈、聚甲醛擋圈和填充聚四氟乙烯擋圈。
　　3.2 唇形密封件
　　主要是由○形密封圈與方形密封圈、U形密封圈、Y形密封圈、YX形密封圈及其他特殊形狀的液壓密封圈的疊加使用構成的。
　　V形密封圈的密封性能較好，可根據工作壓力的大小來確定所用密封圈的數目，通常須借助于壓蓋的調整來補償密封圈的磨損量，其致命的弱點是結構復雜，通常須由支承環、密封圈和壓環三部分組成，其摩擦阻力較大并隨工作壓力和密封圈數目的增大而增大。因此V形密封圈僅適宜于運動速度較低而工作壓力較高的液壓缸采用。
　　U形密封圈的密封性能較好，但單獨使用時極易翻滾，因此需與錫青銅質支承環配套使用，其摩擦阻力較大并隨工作壓力的升高而增大。因此Ｕ形密封圈僅適宜于工作壓力較低或運動速度較低的液壓缸采用。 
　　Y形密封圈是依靠其張開的唇部緊貼于密封表面而保持密封的，通?？蓡为毷褂?，其密封性能較好，摩擦阻力較小，耐壓性能好，工作穩定性好，使用壽命長。因此Y形密封圈適宜于高速變壓、大缸徑、大行程的液壓缸采用。如圖2中的副密封可選用。

　　YX形密封圈是截面高度與寬度之比大于２并且工作唇與非工作唇不等高的Y形密封圈，它分為孔用YX形密封圈和軸用YX形密封圈，其密封性能一樣，除具有Y形密封圈的一切優點外，YX形密封圈單獨使用時決不翻滾，進一步提高了其耐壓性及工作穩定性。因此YX形密封圈特別適宜于高壓、高速變壓及快速運動的液壓缸采用。如圖2中的主密封可選用此類。
　　4 總結 
　　工程機械物資管理人員在液壓密封管理選配工作過程中，只有深刻分析系統工作原理和要求，熟練掌握各類液壓密封件的結構形式、密封機理、材質特性、主要性能用途等，才能在維修過程中為正確選配符合要求的液壓密封件，確保工程機械運轉正常，提高企業經濟效益。