pp1图1密封圈流体动压图2间隙流体通过螺旋槽返回分析液压缸活塞杆密封失效原因及防止措施邹建华吴榕(厦门大学,福建厦门361005)摘要:针对液压传动密封失效的现象,分析了液压系统中活塞杆密封失效的形式、特点,并提出解决此种密封失效的方法。关键词:液压缸;密封;液压系统;失效中图分类号:TH137文章标识码:B文章编号:1008-0813(2007)05-0046-03SealingFailureAnalysisofHydraulicCylinder'sRodandPreventiveMeasuresZOUJian-huaWURongAbstract:Aimingatthefailureofhydraulicsealing,Thispaperanalysisthefeaturesofthepiston-rodsealfailureinhydraulicsystem,Italsoputsomemethodstosolvesuchasealfailure.KeyWords:hydrauliccylinder;seal;hydraulicsystem;invalidation前言液压系统因密封不好造成泄漏,0是系统的一种常见故障,也是影响系统正常工作的重要因素。有资料显示,40%左右的机械设备故障是由于密封失效引起的。与此同时,随着液压系统向着高压、大流量等方向的发展,对密封件的工作条件也变得更加苛刻,系统泄漏,密封件破损等各种问题也更加突出。本文介绍了往复防止拖拽压力措施拖拽压力仅在被拖向密封的流体只能通过同一窄小间隙返回时发生。由于密封件与活塞杆之间的密封,大部分间隙中的流体不可能透过密封件随活塞杆流回。因此,避免这种升压的方法是给流体提供一低流阻返回的途径。在实际应用中,常采用如下方法,在活塞1.2式运动活塞杆密封失效的原因,措施。并提出了相应的防止流体动压拖拽压力导致密封失效特定类型的密封的性能由密封界面间隙的流阻支11.1配,界面间隙按一般工程标准很小。例如,定制浮动衬套密封形成约10μm的间隙;液压橡胶密封和机械密封可能在小于1μm厚的自生液膜上滑动。当密封槽开在缸体上时,密封件和活塞杆之间存在着动态间隙。此杆和支承环上分别切进螺旋槽和凹槽,且使螺旋槽的横截面积至少为活塞杆和支承套之间间隙的3倍。当间隙流体的压力达到一定程度时,间隙流体能通过螺旋槽流回。其结构原理如图2所示。外,在密封件周围还存在着可能起流体动压作用的其他功能性间隙。流体通过间隙被运动的活塞杆拖拽到密封处,导致压力升高到密封前的一较高压力p1,有时远远超过液压系统的工作压力p,随着活塞杆往复运动的进行,最终会导致密封件严重挤出损坏。受力如图1所示。背压产生背压失效的原因在活塞往复运动的情况下,密封依靠活塞杆和密22.1收稿日期:2007-04-09作者简介:邹建华(1983-),男,福建龙岩人,硕士研究生。46p图3密封件受到的背压图4带有凸起的压板以防止背压图5非对称型附沟槽U形密封圈HydraulicsPneumatics&Seals/No.5.2007封的接触表面之间的流体膜中的弹性流体动压作用。此时,由于弹性流体动力润滑的存在,密封件或多或少会带一些油膜出去,粘附在活塞杆表面。从密封效果(泄漏)角度来看,油膜越薄,密封效果会越好。但从密前者是借助于压板来起到防止背压的作用,这种非对称型附沟槽Y形密封圈以其自身的特点防止背压。该密封圈机构特点如图5所示。封件的摩擦磨损及使用寿命角度来看,一定厚度的油膜润滑,能降低摩擦力和减少磨损,提高密封件的使用寿命。所以,活塞杆密封问题,实际上是密封和摩擦磨损及润滑的矛盾,仅使用一个密封元件,很难同时达到零泄漏和低摩擦的要求。将两个密封件串联起来使用是解决这一矛盾的最常用方法。如图3所示。其性能特点:(1)该密封圈正是为了防止背压,而加工了“沟槽”,特别适用于活塞,当活塞密封圈在往复运动的情况下,集聚在两密封圈之间的油液就会通过沟槽流出。(2)选用这种非对称型,不仅能够提高密封性能,而且还能够降低最低工作压力及改良滞塞性能。(3)不易发生因温度而导致密封圈尺寸变化等问题。(4)由于非滑动侧的密封圈高度比滑动侧高,所以固定性较好。当两个密封件前后串联安装时,被活塞杆从油腔中拉出的微油膜会在两道密封之间的封闭区内汇集形成油环,随着活塞往复运动的进行,中间的空间逐渐的充满液体,并且一旦被充满,根据滑动速度,中间空间压力可变得很高,迫使密封分开。同时,密封件摩擦力显著增加。最后,活塞可能被卡住,密封件被从密封安装槽里挤出,或是密封件破损、永久变形。因此把这种压力称之为背压。迪塞...