为液压缸活塞选择合适的密封件:综合指南
液压缸活塞上的密封件对其性能有很大影响。密封不良会影响活塞的功能和使用寿命。
严重时还会影响液压缸的整体使用和寿命。因此,应高度重视液压缸活塞的密封。
密封件通常安装在活塞上,主要用于密封活塞与缸筒之间的间隙,防止液压油泄漏。对密封装置的基本要求包括随着压力的增加而提高的优异的密封性能。
此外,还应具有低摩擦、耐油、耐腐蚀、耐磨损、寿命长、易于制造和拆卸等特点。
液压缸主要采用密封圈进行密封。常用的密封圈有O型、V型、Y型、复合型等。这些密封件使用的材料有耐油橡胶、尼龙和聚氨酯。
1.O型圈密封
O型圈主要用于静态密封。它安装方便且经济高效,能够在-40至120°C的温度范围内运行。然而,与唇形密封件相比,它表现出更大的运动阻力,并且在动密封时容易发生扭曲。因此,一般不单独用于液压缸动密封,而是与其他密封元件组合使用。
在任何密封件的安装过程中,必须确保适当的预压缩量。太小则无法密封;如果太大,摩擦力增大,更容易损坏。因此,必须按照相关手册中给出的数据严格保证密封件安装的沟槽尺寸和表面精度。
在动密封中,当压力超过 10 MPa 时,O 形圈可能会被挤入间隙并损坏。为防止这种情况发生,应在O型圈的低压侧放置一个由聚四氟乙烯(PTFE)或尼龙制成、厚度为1.25-2.5mm的支撑环。
若承受两个方向的高压,应在两侧加挡圈。其结构如下图所示。
(a) 标准型
(b) 带挡板型
2.V型密封件
V型圈又称V形密封件,其横截面呈V形,如下图所示。
(a) 压缩环
(b) V 形环
(c) 支撑环
V形密封组件由压缩环、V形环和支撑环组成。当工作压力超过10MPa时,可增加V型圈数量以增强密封效率。安装时,V型圈的开口应朝向压力较高的一侧。
V型密封件具有优良的密封性能、耐高压、使用寿命长。通过调节夹紧力,可以达到最佳的密封效果。
但V形密封件摩擦阻力较大,结构尺寸较大,主要用于活塞杆的往复运动密封。适用于工作压力p>50MPa、温度-40~80℃的条件下使用。
3. Y型密封圈
Y形(YX)环也称为Y形环,具有Y形横截面,属于唇式密封件。这些密封件以其优异的密封性能、稳定性、耐压性、低摩擦和长寿命而闻名,使其得到广泛应用。 Y 形圈主要用于往复运动密封。
根据截面长宽比的不同,Y型圈可分为宽截面和窄截面两种形式。下图展示了宽截面 Y 形密封圈。
Y型圈的密封作用依靠其唇缘与联接面的紧密接触,在液压油的作用下产生显着的接触压力而达到密封目的。随着液压的增加,唇缘与联轴器表面的粘附更紧密,接触压力更高,密封性能更好。
安装Y型圈时,唇口端面应面向液压高的一侧。当压力变化较大或滑动速度较高时,应采用支撑环固定密封圈,如下图所示。
宽截面Y型圈通常适用于工作压力小于20MPa的场合,而窄截面Y型圈一般适用于工作压力小于32MPa的场合。
4、液压缸活塞密封件的选择
液压缸活塞一般选用Y型密封件。如果气缸在高速和中高压下运行,则应选择格莱德环——这是橡胶O型圈和聚四氟乙烯圈的组合。
对于速度较慢运行的高压缸,需要严格控制内泄漏并要求保压的场合,可选用V型组合密封。
如果既需要高速、高压,又需要保压,则需要量身定制密封设计,具体方案应根据具体情况而定。对于需要保压的低压气瓶,应选用橡胶材质。