液压密封基础知识及油缸设计.docx
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液压密封基础知识及油缸设计
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:
EEgoLmLoMP
1•间隙密封：
（图1）
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.O形圈密封：
（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。
40Mpa），密圭寸性能良好，密圭寸性成本低，对油缸的表面要求
优点：
结构简单，安装相当简单，使用压力较高（最高可达
能随压力升高而提高，并能自动补偿磨损量，摩擦力小，
也不咼。
缺点：
①密封圈质量容易材质影响，国产件一般寿命在1-2年。
进口件则寿命较长。
2使用温度一般v100C
3往复速度：
w0.5m/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）①格来圈（图4）
②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：
＜15m/s,寿命长。
缺点：
①对油缸的表面要求较高。
②安装较困难，特别是格来圈，需专用工装。
应用：
相当广泛。
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10Mpa,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：
⑴DAS孔用紧凑型组合密封圈密封（图7）
支承环密封环导向环
I.Ir
负载变化大的场合。
应用：
汽车吊、挖掘机等。
三、往复运动用防尘密封件:
图11
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
旋转速度：
w14m/s
1.无骨架旋转油封：
（图12）
图12
2•骨架式旋转油封：
（图13）
五、几种典型的油缸密封形式
1、孔轴全部用UN圈型式（，如图14）
图14
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
用的就是该密圭寸形式（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
图17
4、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，图17）:
六、油缸设计问题
1、材料:
⑴缸体：
低压缸一一一般为碳钢，也可用铝合金、青铜、不锈钢。
中高压缸一一碳钢，女口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。
⑵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
⑶活塞杆：
碳素结构钢，如45#、35#钢。
2、表面光洁度：
⑴缸体：
；〜-寿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。
⑵活塞杆:
表面一般要求镀硬铬。
建筑机械用活塞杆，最低硬度为
HRc60。
⑶槽内表面：
一般为左右
尺寸B
七、油缸设计尺寸配合问题:
E18
P（Mpa）
B
P（Mpa）
B
<5
20〜30
5〜10
30〜40
10〜20
尺寸D1
D<100
D仁D-1
D>100
D仁D-2
槽宽H
h<6
HA=h+
h>6
HA=h+
HB=HA+档圈厚度
倒角C
D<16
C=
D=16〜30
C=3
D=30〜60
C=4
D=60〜120
C=5
D=120〜250
C=
D=250〜400
C=8
2）杆（轴）用（图19）
图2
槽宽H
二
3
h<6
HA=h+
h>6
HA=h+
HB=HA+档圈厚度
尺寸B,B1
P（Mpa）
B
B1
<5
d+
d+
5〜10
d+
d+
10〜20
d+
d+
20〜30
d+
d+
30〜40
d+
d+
倒角C
D<16
C=
D=16〜30
C=3
D=30〜60
C=4
D=60〜120
C=5
D=120〜250
C=
D=250〜400
C=8
注：
①压力》21Mpa情况下，选UN圈时一般要求加挡圈。
②UN圈在压力较低、非长期使用时，为降低成本和方便安装，在D确定的情况下,
d尽量选大，h则选小
3）导向环（图20）
2、霞板形式
1）轴用阶梯圈（斯特封）（图21）
活塞杆直径d
B
G
S
0〜20MPa
20〜40MPa
20〜36
d+11
40〜180
d+
200〜630
d+21
2）孔用方形圈（格来圈）
小+OJS
Ua
油缸直径D
B
G
S
0〜10MPa
10〜20MPa
20〜40MPa
40〜70
D-11
80〜125
140〜320
D-21
3、O形圈（GB1245-76）（图23）
图23
O形圈断面直径
B
H
A
+
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