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液压密封件的结构形式及密封机理(1)自封式与唇形密封件

 新液压 2021-01-28


目前,广泛应用的液压密封件主要有自封式压紧型液压密封件、自封式紧密型液压密封件(也叫唇形密封件)及两者的组合型(也叫组合密封件)等三种形式。

1  自封式压紧型液压密封件

液压机械设备(液压缸)常用的自封式压紧型液压密封件主要是O形密封圈(圆形密封圈)和方形密封圈,它们具有结构简单、易于制造及成本低廉等优点,是液压传动系统中广泛应用的动密封元件和静密封元件。把它们安装在密封槽内,通常产生10%~25%的径向压缩变形.并对密封表面产生较高初始接触应力,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(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10MPa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等。

由于合成橡胶质自封式压紧型液压密封件工作时压缩变形较大,其静摩擦阻力特别大,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少单独用作动密封件的原因。

2  唇形密封件

目前,工厂液压机械设备(液压缸)常用的唇形密封件主要是VUY形密封圈及Yx形密封圈等。

(1)V形密封圈

V型密封圈是使用最普遍的。它的耐高压性能好,持久性也很好,寿命长,密封性能良好,可根据工作压力的高低来确定密封环的个数,并可调整压盖来补偿密封件的工作磨损。

它的缺点是:结构复杂,体积及摩擦阻力大,摩擦阻力随着密封环个数的增多而显著增大,因此只适用于速度较低的液压缸。

国产V型密封圈的材料,无论是压环、支承环还是密封环均采用夹杂物。而进口的V型密封圈,其密封环材料有采用丁腈橡胶或氟橡胶与夹织物相间的形式。低压时,橡胶起主要的密封作用,夹织物的硬度较高,此时起支承作用;高压时,夹织物密封环起主要的密封作用。这种形式适用于工作压力变化范围较大的液压缸。

(2)U形密封圈

U形密封圈的密封性能较好,但单独使用时极易翻滚,因此须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使用。

(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,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、大行程的液压缸使用。

(4)Yx形密封圈

Yx形密封圈是截面高度与宽度之比大于2并且工作唇与非工作唇不等高的Y形密封圈,它分为孔用Yx形密封圈和轴用Yx形密封圈,但其密封性能是一样的。Yx型依靠略张开的唇边尖部贴于密封面保持自密封。当液压力作用时,两唇张开紧贴密封面。它的特点是:密封性能可靠,摩擦阻力小,稳定性好,结构简单,拆装方便,使用寿命较长。除具有Y形密封圈的一切优点外,Yx形密封圈单独使用时不会翻滚,进一步提高了耐压性及工作稳定性,因此Yx形密封圈特别适宜于高压、高速变压及快速运动的液压缸使用。一般情况下,它不用任何附件,可直接装入安装槽内。

由上可见,自封式紧密型液压密封件(唇形密封件)与自封式压紧型液压密封件一样,依其自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密封唇部,使之紧贴密封表面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。



注:著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权,非商业转载请注明出处,作者:广州市新欧机械有限公司黄志坚教授,020-82333916

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