如何減小液壓油缸的故障率

作為液壓油缸，你對(duì)油缸技術(shù)的各個(gè)方面一般都很精通，但對(duì)密封技術(shù)了解不多。一般廠家只知道怎么用，不一定知道密封原理，密封件的動(dòng)態(tài)變化，密封件在油缸中是如何工作的。油缸制造商必須了解密封技術(shù)，才能根據(jù)不同的技術(shù)要求選擇不同的密封件。密封件制造商還必須了解油缸的工作原理，并采用不同的設(shè)計(jì)來(lái)滿(mǎn)足油缸的技術(shù)要求，因此需要油缸制造商和密封件制造商密切合作，以降低油缸故障的概率。

首先說(shuō)說(shuō)液壓密封(唇形密封)的幾種狀態(tài)。

(1)未安裝密封件時(shí)，有四種尺寸，每個(gè)人都可以看到，并用量具測(cè)量。這四個(gè)尺寸是:密封根部的內(nèi)徑、根部的外徑、唇部的內(nèi)徑和唇部的外徑。

(2)當(dāng)密封件安裝在凹槽中且不工作時(shí)，凹槽的尺寸保持不變，但密封件的尺寸已經(jīng)完全改變。四種尺寸為:密封根部外徑和外唇直徑同時(shí)變化為凹槽外徑；內(nèi)唇直徑為活塞桿直徑，根部?jī)?nèi)徑為密封件與活塞桿間隙加上活塞桿直徑。

(3)當(dāng)油缸開(kāi)始工作并加壓時(shí)，密封件的工作狀態(tài)是:內(nèi)外唇緊貼內(nèi)外壁，稍向后移動(dòng)。密封的根部被向后壓。隨著壓力的增大，液壓油對(duì)密封件的作用力也隨之增大，密封件的整體變形也隨之增大。當(dāng)工作循環(huán)完成，油缸內(nèi)無(wú)壓力時(shí)，密封恢復(fù)原狀。反復(fù)變形，反復(fù)恢復(fù)，直到密封唇的有效量完全喪失，密封不損壞。

二、氣缸槽尺寸公差和密封配合

(1)往復(fù)密封有多種形式，包括L型、U型、V型、Y型等。大部分都是唇形密封。

(2)往復(fù)唇形密封廣泛應(yīng)用于液壓系統(tǒng)的往復(fù)油缸。這種密封件的壓力面為唇形，安裝時(shí)有很小的干涉，使唇部與密封面充分接觸，產(chǎn)生密封效果。油缸工作時(shí)，接觸力和接觸面積隨著壓力的增加而增加，密封性能隨著壓力的增加而提高。然而，當(dāng)氣缸返回時(shí)，壓力降低，接觸面積和接觸力減小，密封性能降低。這個(gè)嘴唇的操作過(guò)程類(lèi)似于人的呼吸過(guò)程。此外，這個(gè)過(guò)程也起到潤(rùn)滑嘴唇的作用。

(3)世界各國(guó)的密封件制造商對(duì)溝槽尺寸的公差和粗糙度都有嚴(yán)格的要求。因此，油缸制造商必須嚴(yán)格按照公差和粗糙度要求生產(chǎn)油缸。如果油缸沒(méi)有按要求生產(chǎn)，會(huì)出現(xiàn)三種情況:

第一，如果槽太深，會(huì)出現(xiàn)兩種情況:

a、密封根與槽的間隙變大，會(huì)使密封根不穩(wěn)定。

B.密封唇與密封面的干涉越小，密封件的回彈力越小，活塞桿跳動(dòng)時(shí)低壓漏油的故障率越高。

第二，凹槽太淺，也會(huì)產(chǎn)生兩種情況:

a、油封唇口與密封面的干涉增大，接觸面積增大，導(dǎo)致摩擦力增大。油缸回位時(shí)，密封唇得不到有效潤(rùn)滑，發(fā)熱量增大，加速了密封唇的損壞。

b、導(dǎo)致密封根部間隙變小，結(jié)果油缸受壓時(shí)密封根部被擠壓的概率增大。

三.油缸粗糙度

如果液壓油缸的粗糙度超過(guò)要求，也會(huì)導(dǎo)致兩種情況:

a、會(huì)導(dǎo)致密封件內(nèi)外唇之間的摩擦力增加，并加速唇的損壞速度。

B.隨著密封件與油缸各接觸表面積油量的增加，漏油的可能性增大。

三.密封件和墊圈的選擇:

液壓油缸有不同的技術(shù)要求，不同技術(shù)要求的密封件必須根據(jù)油缸的技術(shù)要求生產(chǎn)。

1.如果油缸需要25兆帕以上的壓力、0-0.5米/秒的速度和80℃的油溫

要滿(mǎn)足上述條件，密封件必須滿(mǎn)足以下技術(shù)要求:

(1)密封的硬度為92~97度。氣缸壓力越高，密封件的硬度越大。

(2)密封唇的線速度必須為0.5m/秒。

(3)密封件的耐熱性必須滿(mǎn)足-30℃~110℃的溫度。由于密封唇接觸面的溫度高于液壓油的溫度，因此密封的選擇必須能承受110℃。有些地方氣溫在-30℃左右，所以密封件的選擇要耐-30℃的低溫。

(4)只能使用特殊密封件，如軸封。活塞只能用活塞專(zhuān)用密封件密封，不能用軸活塞兩用密封件密封。因?yàn)閮捎妹芊獾母繉挾刃∮趯?zhuān)用密封的根部寬度。高壓時(shí)，兩用密封根部變形較大，而相同壓力時(shí)，專(zhuān)用密封根部較寬，壓縮變形較小，被活塞桿擠壓的可能性變小。

(5)密封根部應(yīng)加墊片。為什么要加墊片？墊片的硬度是多少？由于氣缸壓力在25MPa以上，密封件的高度決定了密封件根部的變形，即擠壓間隙的大小。因?yàn)閴|片也有硬度和變形，而墊片等于減少了密封件的變形，所以當(dāng)密封件處于高壓下時(shí)，根部減少了與活塞桿或氣缸內(nèi)壁摩擦的可能性，從而減少了密封件根部被擠壓損壞的幾率。墊片硬度與壓力的關(guān)系是壓力越大，硬度越大。

2.如果油缸需要低于25兆帕的壓力、0.5米/秒的速度和80℃的油溫

要滿(mǎn)足上述條件，印章必須滿(mǎn)足以下要求:

(1)密封件的硬度為85~92度，因?yàn)橛捕仍降?，密封件的彈性越好?br />
(2)速度和溫度要求與25MPa以上的壓力要求相同。

(3)密封件的選擇，可選擇專(zhuān)用和兩用密封件。

四.高壓油缸和低壓油缸的常見(jiàn)問(wèn)題，低壓漏油

漏油有兩種:一種是活塞桿漏油，可以看到；另一個(gè)是油缸泄漏，看不見(jiàn)。兩者有一個(gè)共同點(diǎn)，就是低壓漏油。一般由以下三種情況引起:

在第一種情況下，密封件的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致低壓油泄漏。

首先分析密封唇與油缸的關(guān)系(以軸封為例)。

(1)軸封有內(nèi)外唇，外唇安裝在槽內(nèi)與外壁接觸，內(nèi)唇與活塞桿表面接觸，兩唇有一干涉，等于兩個(gè)接觸周面，也產(chǎn)生兩個(gè)周向回彈力。下面描述如何確定接觸圓周面積和圓周力的大小。

(2)密封件的內(nèi)唇和外唇都有兩個(gè)切割角。因?yàn)橥幻芊饧膬?nèi)外唇緣之間的干涉是恒定的，所以切割角的角度決定了兩個(gè)唇緣的內(nèi)外接觸圓周面積的大小。圓周力的大小由密封材料的硬度、凹槽的深度和唇部的干涉決定。

(3)對(duì)上述兩種情況進(jìn)行分析，密封件的兩個(gè)唇部有兩個(gè)接觸周面。內(nèi)外圓周面上的力是否均勻分布，意味著兩個(gè)圓周面上的力不可能為零。如果某一點(diǎn)上的力為零，就會(huì)漏油。

假設(shè):活塞桿跳動(dòng)時(shí)，一個(gè)唇會(huì)被擠壓，另一個(gè)唇力會(huì)減小。減小的唇力必須自動(dòng)跟蹤，以防止力為零。一旦活塞桿跳得太多，無(wú)法跟蹤修復(fù)能力，就會(huì)產(chǎn)生零力，導(dǎo)致漏油。高壓時(shí)，兩個(gè)嘴唇的張力會(huì)增加，修復(fù)跟蹤能力強(qiáng)，所以高壓漏油的可能性很小。

根據(jù)分析，密封的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是導(dǎo)致低壓漏油的一個(gè)關(guān)鍵方面。

在第二種情況下，密封件內(nèi)外唇接觸面的粗糙度會(huì)導(dǎo)致漏油。因?yàn)樵谟透坠ぷ鞯倪^(guò)程中，整個(gè)密封件一直在輕微移動(dòng)。如果粗糙度太大，油會(huì)沉積在表面。當(dāng)壓力較低時(shí)，密封將恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)，積聚的油將留在溢油側(cè)。長(zhǎng)期使用后，機(jī)油會(huì)從油缸中溢出。

第三種情況，一些密封件在上半年后開(kāi)始漏油。主要原因是:密封唇老化，老化過(guò)程包括機(jī)油老化和溫度老化。衰老的過(guò)程就是兩個(gè)嘴唇的力度逐漸減小的過(guò)程。如果作用力減小到一定程度，就會(huì)發(fā)生漏油，所以油缸廠家要慎重選擇密封件，關(guān)鍵是密封件的內(nèi)部質(zhì)量。