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液压缸密封油封的用途及结构特点

  油封是用于密封机械设备中旋转轴的封油用密封元件,而腔体基本上是静止的,所以油封又称旋转轴唇形密封圈。根据安装孔和密封轴所要求的同轴度,来确定是内骨架油封或外骨架油封;根据工作环境的温度来确定骨架油封所采用的材质。外骨架油封,俗称铁壳油封。由于其精确的同轴度,被广泛用于精密机械设备或要求轴高旋转同轴度的密封系统。对于大型重械设备所选用的骨架油封一般都要求有较高的钢性,因此应优先选用SB、TB型油封。当对油封的钢性有更高的要求时,推荐选用SA、TA型外骨架油封。对于旋转扭矩较低的转轴,如小型电机,应选用不带弹簧的骨架油封(VC、VB、KV、KB型)。骨架油封一般用在高、低速旋转轴,最高旋转线速度≤15m/s、往复运动最高速度≤0.1m/s。工作压力<0.05MPa。

  机械的摩擦部分由于在机械运转时有油进入,为防止这些油从机械的间隙中泄漏而使用油封,并且除了油以外还需要防止水与化学药液的泄漏以及尘埃、土砂从外部侵入,这时候也要用到油封。油封的密封状态,一是油封外缘和腔体之间为静态密封,同时保证油封外缘在腔体之间的可靠定位;二是油封密封唇和轴之间的密封状态,当轴旋转时为动态密封,当轴静止时为静态密封。各种影响因素的综合作用及其相互作用,都对油封的密封性能和使用寿命产生了很大影响。

  油封主要由密封体、加强骨架和自紧螺旋弹簧等几部分组成。密封体按照不同部位又分为底部、腰部、刃口和密封唇等。金属骨架就如同混凝土构件里面的钢筋,起到加强的作用,并使油封能保持形状及张力。通常,在自由状态下的骨架油封,其内径比轴径小,即具有一定的“过盈量”。因此,当油封装入油封座和轴上之后,油封刃口的压力和自紧螺旋弹簧的收缩力对轴产生一定的径向紧力,经过一段时间运行后,该压力会迅速减小乃至消失,因而,加上弹簧可以随时补偿油封自紧力。油封外缘使油封在液压缸腔体孔内固定的同时,起防止流体从油封外周面与腔体内表面的接触面之间泄漏及侵入的作用。另外金属骨架是当油封固定在液压缸腔体内时,起保持配合力的作用。密封唇部是柔性弹性体,设计成在机械的震动及密封流体的压力变动的影响下,仍可保持稳定的液压缸密封作用,并起到保持唇部与轴表面稳定接触状态的作用。弹簧可提高密封唇向轴的压紧力,起维持此压紧力的作用。唇端部被制作成斜锲形状,在端部处按压轴表面,起密封流体的作用。防尘唇是没有与弹簧连接的副唇,起防止尘埃侵入的作用。油封外部为圆筒形用来保证对腔体的静态密封——采用内包金属骨架的橡胶外缘;采用外露金属骨架的外缘,大多需要抛光和镀敷防腐涂层。装有弹簧的密封唇保证轴的动态和静态密封的密封可靠性。经过长期开发研究的结果,油封的密封唇结构提高到极佳的性能,进而提高在更宽的负荷范围内的密封可靠性。添加防尘唇,或者在特殊情况下采用的多个防尘唇,可防止外界污染物和灰尘侵入。

  油封的骨架和弹簧是金属制作,密封唇口等主要部分为橡胶。油封根据使用环境,可以用不同的橡胶进行生产,以满足密封的性能和要求。最常用的耐油橡胶是丁腈橡胶,丁腈橡胶为目前油封及幸运飞艇使用最普遍的橡胶之一。可以说是目前用途最广、成本最低的橡胶密封件。制造油封常用的还有聚丙酸酯橡胶、硅橡胶、氟橡胶、氟硅胶密封件和聚四氟乙烯等。

  油封所使用的场合,其适用的密封介质一般是矿物润滑油、润滑脂和合成润滑油、润滑脂。在特殊情况下也可密封润滑性低的酸类、碱类、有机溶剂类等腐蚀性介质。通常采用氟橡胶材料的油封,其耐腐蚀性、耐高温性都要比NBR材质的好,在无润滑、纯干燥和多介质的条件下建议采用PTFE密封唇制作的油封,其密封唇有足够的润滑能力,大大降低唇缘的磨损。单个油封不宜密封两种不同的介质,大量的化学物质增加了对于油封材质性能的影响,油封对密封介质的相容性应该通过实验室试验来确定。

  密封介质的污染可能是腔体铸件制作过程遗留的铸砂残留物;或者是旋转元件因摩擦磨损产生的颗粒物。例如涡轮齿轮箱中的青铜涡轮的磨损物;或者由腐蚀性介质产生的产物。为防止密封介质的污染对密封特性的负面影响,一定要注意尽量保持液压缸腔体的清洁。

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