液压密封基础知识及油缸设计

1、液压密封基础知识及油缸设计一、液压密封系统：液压传动是靠密封油腔的容积变化来传递力和速度。密封不良可造成油液 泄漏，从而使得机构运动不稳定，降低容积效率，污染环境，严重时会建立不起 压力，系统不能工作。二、常用的轴用、孔用（往复运动用）密封方法：1 间隙密封：（图1）直olOJooue油缸体0形圈 油缸盖图9图107777777777777777 图2 八 丄7 图 I优点：简单，不用任何密封件，摩擦力小。缺点：不能完全阻止泄漏，且密封性不能随压力升高而提高。应用：直径较小，压力较低，速度较快，密封性能不是很高的环境，如换向阀、液压泵（柱塞泵）、液压马达等。在油缸中几乎不采用。2. 0形圈密封

2、：（图2）一般用橡胶制成。优点：结构简单，密封性能良好，摩擦力小。缺点：磨损后不能补偿，寿命短。应用：可用于直线往复和回转运动，但更多的是用于固定密封，如管路、油缸盖和缸套间的密封。或适用于低等级、非关键器件。3. U形密封件密封（即：常用的 UN圈或Yx圈）：（图3为孔轴通用）分类：轴用、孔用、孔轴通用三种。一般选孔轴通用，即UN圈。特点：两侧唇口对称。皱KSJ牠盘童麴陌的接掖压起低的煎妙扮布 圈3优点：结构简单，安装相当简单，使用压力较高（最高可达40Mpa ,密封性能良好，密封性能随压力升高而提高，并能自动补偿磨损量，摩擦力小，成 本低，对油缸的表面要求也不高。缺点： 密封圈质量容易材质

3、影响，国产件一般寿命在 1-2年。进口件则寿命 较长。 使用温度一般 V 100 C 往复速度：w 0.5m/s应用：相当广泛。4 挤压式密封件密封（即：常见的格来圈及斯特封）：（图4）格来圈（图4）图4图5斯特封（图5）优点：结构简单，使用压力高（最高可达 70Mpa ,密封性能良好，密封性能随 压力升高而提高，并能自动补偿磨损量，摩擦力小，成本低，使用温度可 达120C，往复速度：w 15m/s，寿命长。缺点：对油缸的表面要求较高。 安装较困难，特别是格来圈，需专用工装。应用：相当广泛。支撑环密封环 压环5. V形密圭寸件密圭寸：（图6）由压环、密封环、支撑环组成。标准系列压力为lOMpa

4、重载系列持续工作压力可达63Mpa 一般适用于大型液压油缸。优点：耐压高（最高可达63Mpa ,密圭寸性能良好，工作可靠。缺点：摩擦阻力大，调整困难，对油缸要求较高，如活塞杆硬度一般都要求在HRc45以上。应用：在高压系统中用得较广泛。如我公司集装箱事业部所用的美国太平洋公司 产的折弯机油缸。6. 其他常见密封件密封：DAS孔用紧凑型组合密封圈密封（图 7）支承环 密封环导向环特点：活塞轴向尺寸短，安装方便，成本低。应用：往复运动的活塞及液压缸，如推土机，挖掘机等。SPGV活塞组合封密封（图8）特点：低磨擦力和极好的耐磨性，并且耐液压冲击，可用于负载变化大的场合 应用：汽车吊、挖掘机等。三、往

5、复运动用防尘密封件：1. 无骨架防尘圈：（图9）特点：结构简单，安装方便，成本低，油缸工作环境较好情况下使用。应用：应用相当广泛。2. 骨架式防尘圈：（图10）特点：结构简单，安装方便，成本低，油缸工作环境较差情况下使用。 应用：应用广泛。3. 双作用防尘圈：（图11）特点：结构简单，安装方便，并兼有密封功能，油缸工作环境较好情况下使用 应用：应用广泛。四、常见旋转油封：一般用于各种旋转轴上，以密封各种润滑油、润滑脂、水及其他流体，如 油泵、液压马达，又如辊轧机辊轧轴等。工作压力：w O.IMpa旋转速度：w 14m/s图121.无骨架旋转油封：（图12）2 骨架式旋转油封：（图13）五、几种

6、典型的油缸密封形式1、孔轴全部用UN圈型式（，如图14）导向环UN圈 UN圈图14特点：该型式优点为 成本低、室内经济缸常用。一般用于小型折弯机、剪板机、注塑机等。2、霞板形式（如图15）：孔用密圭寸：格来圈轴用密封：斯特封特点：低摩擦力、运动速度高。一般用快速压床、数控机床。2001年九运世纪坛行走油缸采用的就是该密封形式（行走时，速度超过1m/s）3、UN和霞板混合式（如图16）格来圈UN圈114、重型、环境较恶劣、油缸受较大的径向力的密封型式（如汽车吊、挖掘机等,SPGW圈斯特封 UN圈图17图 17):六、油缸设计问题1、材料：缸体：低压缸一一一般为碳钢，也可用铝合金、青铜、不锈钢。中

7、高压缸一一碳钢，如20#、35#、45#无缝钢管等。采用20#钢作缸体， 在要求较高时，特别在采用霞板密封件时要求渗碳处理，对 45#钢缸 体一般不能焊接。活塞：低压缸一一铸铁、碳钢、铝合金、不锈钢均可中高压缸一一碳钢、铸钢、铸铁活塞杆：碳素结构钢，如45#、35#钢2、表面光洁度:缸体:活塞杆:且不得有明显纵横向刀纹，特别注意纵向（轴向）绝不能有刀纹。表面一般要求镀硬铬。建筑机械用活塞杆，最低硬度为 HRc60槽内表面：一般为左右 七、油缸设计尺寸配合问题:1、UN 圈1）缸（孔）用（图18）db-HLQ 豆 怕工W图18尺寸Bp（ MpaBP （MpaB5D-0.520 30D-0.251

8、0D-0.430 40D-0.11020D-0.2尺寸D1D 100D仁 D-2槽宽Hh 6HA=h+1.0HB=HA档圈厚度倒角CD 16C=2.5D=16- 30C=3D=3（60C=4D=6（120C=5D=12（250C=6.5D=25（400C=8槽宽Hh 6HA=h+1.0HB=HA档圈厚度2）杆（轴）用（图19）尺寸B, B1P （MpaBB15d+0.5d+2.4510d+0.4d+1.61020d+0.2d+0.820 30d+0.2d+0.530 40d+0.1d+0.34CD 16C=2.5D=16- 30C=3D=3（60C=4D=6（120C=5D=12（250C=6

9、.5D=25（400C=8倒角注： 压力21Mpa情况下，选UN圈时一般要求加挡圈UN圈在压力较低、非长期使用时，为降低成本和方便安装，在定的情况下，d尽量选大，h则选小2、霞板形式3）导向环（图20）1）轴用阶梯圈（斯特封）（图21）活塞杆直径dBGS0 20MPa20 40MPa20 36d+114.20.6 0.30.3 0.240 180d+15.56.30.8 0.40.4 0.2200630d+218.11.0 0.60.6 0.42）孔用方形圈（格来圈）油缸直径DBGS0 10MPa10 20MPa20 40MPa40 70D-114.21.75 0.90.9 0.40.6 0.180 125D-15.56.32.0 1.01.0 0.40.8 0.2140320D-218.12.25 1.11.1 0.50.8 0.2图233、0形圈（GB1245-76 （图 23）0形圈断面直径BHA1.92.5+0.101.4-