液压系统中的密封技术

1、液压系统中的密封技术 摘要：液压传动是以有压流体为工作介质，进行能量传递与控制的一种传动型式，并成为传动与自动控制系统中的一个重要组成部分，这门技术在各个领域得到了迅速的发展和广泛应用。1泄露与密封的功用液压传动是以油液为工作介质来传递能量，传递动力，具有传递动力大,运动平稳，控制方便等特点，在现代工作的各个领域应用十分普遍。随着现代技术的不断发展，对液压元件的结构和性能提出了更高的要求。提高液压元件质量的着重点是在高压.大流量.微型化.集成化.低噪音情况下延长液压元件的使用寿命。要实现高压，大流量，必须保证具有密封工作腔，因此密封装置的作用对液压元件与系统的正常工作至关重要。密封装置不良会引

2、起液压的泄露，使设备失效，甚至造成环境污染。密封装置的设计与密封装置的选择直接影响液压系统的多项性能，尤其是现代精密液压控制，其低速性能、响应、精度均与密封性能有密切关系。 液压技术的发展是与密封技术的进步密不可分的。密封理论、密封装置也随着相关技术的要求而发展。现代液压控制技术对密封的要求有下列特点：(1) 液压系统的高压化一直是液压技术的一个发展方向。可以说，提高系统压力的关键在于解决高压元件与系统的密封问题。(2) 液压控制系统，如伺服控制、比例控制系统，要求对输出力、输出位移、速度等控制有高进度、大范围的控制与调节性能。这不仅要求密封装置有优良的密封性，而且要求降低摩擦力，以减小机械摩

3、擦造成的死区非线性，提高系统的反应速度；另外密封摩擦力，特别是动、静摩擦系数（动、静摩擦因数）之差是低速运动液压缸产生爬行现象的主要原因。(3) 世界性的环保与资源问题要求对控制液压传动工作介质的泄漏提出了更高要求。液压传动工作介质的泄漏不仅污染了环境，而且是一笔很大的资源损失。在液压系统中，密封装置是用来防止液体工作介质泄漏及外界气体、灰尘等侵入的装置。泄漏是指在液压元件及系统的容腔内流动或暂存的流体，少量越过容腔边界，由高压侧向低压侧流出的现象。泄漏分内泄漏与外泄漏，内泄漏是工作介质从高腔向低腔的泄漏；外泄漏是工作介质从工作腔向元件和系统外部的泄漏。工作介质的泄漏会引起液压系统容腔效率急剧

4、下降，达不到所需的工作动力，使设备无法正常运作；外泄漏还会造成工作介质浪费和环境污染，油液泄漏有可能造成火灾。产生泄漏的主要原因是组成液压密封工作腔的各零件间有间隙，且间隙两侧存在压差。即间隙是主要的泄漏通道。密封的作用就是封住结合面间隙，切断泄漏通道或增加泄漏通道中的阻力，以阻力泄漏，正确设计和使用密封件是液压设备正常运转的重要保证。以锁紧回路（如图）为例说明系统中密封不良产生的泄漏对液压工作系统的影响。 锁紧回路是使液压缸能在任意位置上停止，且停止后不会在外力作用下移动位置的回路。这种回路主要用于汽车起重机的支腿油路和矿山机械中、液压支架的油路。 此回路的工作原理如下： 换向阀左位时，压力

5、油左液控单向阀进入缸的左腔，同时将右液控单向阀打开，使缸右腔油能经右液控单向阀及换向阀流回油箱；反之，当换向阀右位时，压力油进入缸右腔并将左液控单向阀打开，使缸左腔回油。而当换向阀处于中位或液压泵停止供油时两个液控单向阀立即关闭，活塞停止运动。这时就要求液控单向阀及各油路的接头处的密封性能很好，否则就无法使活塞长时间被锁紧在停止时的位置。如果出现泄漏，活塞就会在外力作用下向泄漏大的一端移动，轻则影响正常工作，重则造成生产事故。 密封装置具有如此的重要性已经引起了许多发达国家的高度重视，他们不惜在液压系统的密封装置中投入大量的人、财、力，以提高液压系统的使用寿命，降低成本、提高效率。而密封技术涉

6、及到的流体力学、摩擦学、油膜及润滑理论，高分子材料，粘弹性力学，机械加工、传热学等许多科学。随着机械设备对密封要求的提高，密封技术已发展成为一门精密的学科。2液压系统密封类型及对密封材料的要求由于密封用途广泛，出现的结构形式很多，因此，受到了许多同行的重视，各种结构型式的密封装置仍在不断发展之中。随着液压对密封要求不断提高，新型密封还在不断出现，但许多新结构是在这些基本之上改进，发展起来的。密封的功能是防止泄漏，有效阻止泄漏是对密封装置的首要要求。密封性反映对泄漏的控制水平。作为密封件必须满足下列要求：（1）密封性能；（2）摩擦性能；（3）耐压性能；（4）寿命；（5）安装性能；（6）经济性。上

7、述密封性能、摩擦性能、耐压性能是密封件中的独立性能，这三项性能的组合就得到了密封件的综合性能；综合性能的保持时间，就是密封件使用寿命。密封综合性能不仅与密封件本身的性能有关，而且还与密封件的多项使用条件有关，所以考察密封性能既要看密封件组合本身的性能，还要看密封件装入液压元件以后的实际性能。密封性能的优劣，很大程度上取决密封材料的性能好坏。因此，现代液压对密封材料的一般要求是（1）致密性好，不易泄漏介质。（2）有适当的机械强度和硬度。（3）在工作介质中有良好的化学稳定性，对工作装置中的液压油和润滑油有一定的耐受性，不溶胀、不收缩、不软化、不硬化。（4）压缩性和回弹性好，永久性且变形小，甚至还要

8、求能够消除因活塞或活塞杆偏心引起的间隙。（5）有一定的温度适应能力，高温下不软化，不分解，低温下不硬化、不脆裂。（6）抗腐蚀性能好、在酸、碱油等介质中能长期工作，其体积和硬化变化小，且不粘在金属表面上。（7）摩擦系数小，耐摩擦性好。（8）与密封面结合的柔软性和弹性好。（9）耐臭氧性和耐老化性好，经久耐用。（10）加工制造方便，价格便宜，取材容易。3密封圈的保存大多数密封是由以合成橡胶为主的高分子材料制成，保存时必须十分注意因氧化变质引起的性能下降。密封圈从生产厂家出厂时要有聚乙稀袋密封，装在纸箱中，以隔绝热、氧气、油、水、紫外线等会促进材料裂化的各种因素，保管中应注意以下主要问题：（1）避免高温，应在37以下保