液压系统影响密封性能的几大因素

奇异果实名认证 发表于 2018-12-16 13:08 | 显示全部楼层 | 复制链接分享      上一主题  翻页  下一主题
液压缸可将液压能转换成机械能,其结构种类繁多,有柱塞、活塞和摆动缸等,但其基本组件均为缸体、活塞、活塞杆、缸盖、密封件等。下面以活塞缸为例谈谈影响液压油缸密封件的使用性能和寿命的因素。

1.表面粗糙度。活塞和活塞杆表面粗糙度一般Ra0.8,液压油缸密封件安装槽的粗糙度,侧面Ra 1.6,底面Ra 3.2。活塞杆淬火硬度为HRC55-60,镀铬层厚30~50μm,活塞杆电镀后进行无向研磨消除磨削加工螺旋线痕迹。

2.间隙。主要是指密封安装槽或密封件滑合面在低压一侧的配合间隙。液压油缸密封件在油压作用下,将产生变形和塑性流动,液压油缸密封件根部有被挤入配合间隙的趋向。为保证液压缸的性能、精度及寿命,密封结构常设置导向元件。密封摩擦副前、后的间隙因压力、工况、密封件种类及材料而异。

3.速度。油膜厚度与往复运动速度相关。速度过高油膜增厚,容易产生泄漏;速度过低(小于0.05m/s,)则油膜过薄,摩擦增大,易产生“爬行”。

4.温度。油温的变化影响油的黏度、油膜厚度和密封性能。为保证密封的良好性能,液压系统的工作温度应稳定住40~800C。

5.压力。液压缸油压使液压油缸密封件的变形可达到密封效果,但也增加了滑动面的磨损,引起发热,促使系统温升及进一步增大滑动阻力。所以在实际使用中要严格控制压力。这也是保证密封使用寿命的需要。如16MPa的液压油缸密封件在16MPa液压系统中的使用寿命为两年;如果用于21MPa液压系统中则缩短为两个月;使用于31.5MPa的液压系统中使用寿命仅为两天。

6.接触压力。接触压力必须适中,以便形成一层极薄的连续油膜。如果接触压力过小,则油膜厚,易泄漏;接触压力过大,油膜过薄,易造成干摩擦,缩短液压油缸密封件的使用寿命。

7.摩擦阻力。密封与运动件的摩擦阻力是变化的。启动时摩擦阻力最大(干摩擦),当达到适当速度时,摩擦副间形成了连续油膜,摩擦阻力下降,摩擦副运动速度过高时,油膜变厚,摩擦阻力反增大。

8.介质。为满足各种要求,液压油中添加了不同的添加剂。添加剂对密封材料的相容性及使用寿命将产生较大影响,必须依油品选择合适的密封材料。

9.清洁度。液爪油的污染控制一般为NAS9级,即油中直径大于Φ10μm的污物颗粒浓度必须小于3mg/100mL。

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JUMU实名认证 发表于 2020-03-14 13:04 | 显示全部楼层 | 复制链接分享
影响密封件性能的几大因素

  1:运动速度

  运动速度很低(≤0.03/s),要考虑设备运行的平稳性和是否出现爬行现象。运动速度很高(≥0.8m/s)时,器润滑作用的油墨可能被破坏,密封件因得不到很好的润滑作用而摩擦发热,导致寿命大大降低。建议橡塑符合密封在0.3m/s~1.2m/s速度范围内工作比较适宜。

  2:温度

  低温会使橡塑复合密封件弹性降低,造成泄漏,甚至整个油封变得发硬发脆。高温会使油封体积膨胀,变软,造成运动时油封摩擦阻力迅速增加和耐压能力降低。建议橡塑复合密封连续工作温度范围-10~+80℃。

  3:工作压力

  油封有最低启动压力要求。低压工作须选用低摩擦性能.气动阻力小的油封。在2.5Mpa以下,橡塑复合密封并不合适,高压时要考虑密封受压情况,需用防挤出挡圈沟槽加工方面也有特殊要求。

  4:工作介质:

  除了严格按照生产厂家的推荐意见选取工作介质外,保持工作介质的清洁至关重要。油液的老化或污染不仅会使系统中的元件发生故障,加快油封的老化和磨损,而且其中的赃物可能划伤或嵌入密封,使密封失效。因此,因此必须定期的检查油封品质及其清洁度,并按设备的维护规范更换滤油器或油液。在油缸里油液中残留空气径高压缩会产生高温使油封烧坏,甚至碳化。为避免这种情况发生,在液压系统运行初始时,应进行排气处理。液压油缸也应在低压慢速运行数分钟,确认已排完油液中残留空气,方可正常工作。

  5:侧向负载

  活塞上一般必须装支撑环,以保证油缸能承受较大的负载。密封件和支撑环起完全不同的作用,密封件不能代替支撑环负载,有侧向力的液压油缸,必须加承载能力强的支撑环,(重载时可用金属环)以防油封在偏心的条件下工作引起泄漏和异样磨损。

  6:液压冲击

  产生液压冲击的因素很多,如挖掘机挖斗突然碰到石头,吊机起吊或放下重物的瞬间。除外在因素外,对于高压大流量液压系统,执行元件(液压油缸或液压马达)换向时,如果换向阀性能不太好,很容易产生液压冲击。液压冲击产生的瞬间高压可能是系统工作压力的几倍,这样高的压力在极短时间内会将油封撕裂或将局部卷入间隙之内,造成严重损坏。一般有液压冲击的油缸应在活塞杆上安装缓冲环和挡圈。缓冲环装在油封的前面吸收大部分冲击压力,挡圈防止油封在高压下挤入间隙,根部被咬坏。

  7:油缸的加工精度

  实验证明,与油封接触的运动工作表面,表面粗糙度Ra超过0.8μm,油封的泄漏量和磨损值将直接上升,故建议运动工作表面粗糙为Ra0.1~0.8μm.为保证橡塑复合密封的密封性能,避免在装配过程中损伤密封件,在液压油缸的设计和安装中应考虑以下几个方面:

  1):缸筒

  a:材质:一般为碳钢,低压系统及摩擦条件较好的场合可用铝合金,青铜,不锈钢等

  b:被表面质量及粗造度:内表面一般都需进行珩磨,抛光或滚压,要求达到Ra0.1~0.8μm的粗造度,且不得纵横向刀纹。

  2)活塞杆

  a:材质:一般为碳钢,镀铬刚,低压系统及摩擦条件好的场合可使用铝合金,青铜,不锈钢等。

  b:表面质量及粗糙度:要求粗造度为Ra0.2~0.4μm,热处理后表面镀硬铬。工程机械用液压油缸的活塞杆有可能被砂石划伤,要求其表面硬度在HRC60以上。

  c:油封的安装沟槽

  d:局部结构设计

  e:耐磨环滑动配合间隙f和油封挤出缝隙

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