引言

密(mì)封裝置(zhi)是保證(zheng)液壓與(yǔ)氣壓系(xì)統正常(chang)工作的(de)最基本(ben)也是最(zuì)重要的(de)裝置, 主(zhǔ)要用來(lai)防止液(yè)體或氣(qi)體的洩(xie)漏。良好(hǎo)的密❄️封(fēng)是液壓(yā)系統能(neng)夠傳遞(dì)動力、正(zheng)常工作(zuò)的保證(zheng)。如果密(mì)封不📐好(hǎo), 将會造(zao)成系統(tong)和元件(jiàn)的洩漏(lou)加大, 使(shi)系統壓(ya)力和容(róng)積效率(lǜ)降低, 造(zào)成能量(liang)的損失(shī), 嚴重時(shí)會導緻(zhi)液壓系(xi)統的油(yóu)液外❤️洩(xie)污染環(huán)境⛱️, 因👄此(ci)正确地(dì)設計液(yè)壓系統(tǒng)的連接(jie)管接頭(tou)及油口(kǒu)的密封(feng)形式非(fēi)常重要(yao)。

1 液壓系(xi)統密封(fēng)裝置的(de)要求

(1) 具(ju)有良好(hǎo)的密封(feng)性, 即有(you)适宜的(de)彈性, 能(néng)補償所(suǒ)密🤞封表(biao)面在制(zhì)造上的(de)誤差與(yu)工作中(zhong)的磨損(sǔn), 并随着(zhe)壓力的(de)增大自(zì)動地提(ti)高☀️密封(feng)程度;

(2) 具(ju)有良好(hao)的穩定(dìng)性, 即油(yóu)液浸泡(pao)對其形(xing)狀尺寸(cùn)的變🔞化(huà)影響要(yao)小, 溫度(dù)對其彈(dàn)性和硬(yìng)度的變(bian)化影響(xiǎng)也要小(xiao);

(3) 摩擦力(lì)小, 運動(dòng)靈活, 工(gong)作壽命(ming)長;

(4) 結構(gou)簡單, 制(zhì)造、使用(yòng)、維修簡(jian)便。

2 密封(feng)件主要(yao)基礎材(cái)料

常用(yòng)的液壓(ya)系統密(mì)封材料(liao)有以下(xia)幾種

(1) 丁(ding)腈橡膠(jiāo)NBR耐油橡(xiang)膠, 具有(you)良好的(de)彈性與(yǔ)耐磨性(xìng), 工作🔞溫(wen)度一般(bān)為-20~100℃, 有一(yi)定的強(qiang)度, 摩擦(ca)系數較(jiào)大。适用(yòng)範圍:液(yè)壓油、脂(zhi)肪油、碳(tàn)氫化合(hé)物潤滑(hua)油、動植(zhí)油、水🆚、丁(dīng)烷、壓縮(suo)氣體等(deng);

(2) 氟橡膠(jiao)FKM耐高溫(wen), 耐油橡(xiang)膠, 工作(zuo)溫度一(yī)般為-15~240℃, 有(you)一定的(de)強度, 摩(mó)擦✉️系數(shu)較大。适(shi)用範圍(wei):油料、臭(chòu)氧、惡劣(liè)天氣、液(yè)壓流體(ti)、化🆚學溶(róng)劑、不易(yì)燃的油(you)料和化(hua)學産品(pǐn)等;

(3) 矽橡(xiang)膠VMQ耐高(gāo)、低溫且(qie)抗酸和(hé)弱堿腐(fu)蝕, 絕緣(yuán)性能良(liang)好的橡(xiàng)膠, 工作(zuo)溫度一(yī)般為-60~250℃。适(shi)用範圍(wei):低溫或(huo)高溫、惰(duo)性氣體(ti)、酸和弱(ruò)堿、臭氧(yang)。

3 常用液(yè)壓管接(jie)頭密封(feng)油口的(de)類型

在(zai)工程機(jī)械主機(ji)産品的(de)液壓系(xì)統中常(cháng)見的與(yǔ)管🧑🏽‍🤝‍🧑🏻接頭(tou)相配合(he)的油口(kou)有以下(xià)幾種類(lei)型:

3.1 公制(zhì)、美制及(jí)英制螺(luo)紋柱端(duan)帶锪孔(kǒng)溝槽的(de)O形圈密(mì)封📱15°内倒(dao)角油口(kǒu)結構

15°内(nèi)倒角油(you)口類型(xíng)在液壓(ya)管路中(zhōng)的泵 (執(zhi)行元件(jian)) 、馬達 (動(dòng)力裝㊙️置(zhi)) 的進出(chu)油口的(de)設計方(fang)案中比(bi)較常用(yong)如圖1所(suǒ)示, 其螺(luo)💃🏻紋形🌈式(shi)由泵、馬(mǎ)達的生(shēng)産廠商(shang)根據不(bú)同标準(zhun), 公制螺(luo)紋(ISO 6149-1标💞準(zhun))、美制統(tǒng)一螺紋(wen) (ISO 11926-1标準) 、英(yīng)制管螺(luó)紋 (JIS B2351标準(zhun)) 連接, 密(mì)封形式(shì)是采用(yòng)O形圈密(mì)封。

3.2 公制(zhì)、英制螺(luó)紋柱端(duān)彈性密(mì)封圈或(huò)金屬對(duì)金屬密(mì)封⁉️的平(píng)油口👅結(jie)構

這種(zhǒng)油口在(zài)液壓管(guǎn)路中的(de)閥、合流(liú)塊、泵等(děng)靜密封(fēng)的進出(chū)油口的(de)設計方(fang)案中常(cháng)用, 如圖(tu)2所示。其(qí)加工過(guò)程相對(duì)15°内倒角(jiǎo)油口比(bǐ)較簡便(biàn), 隻是加(jiā)工完内(nei)螺紋後(hou), 再對油(yóu)口锪平(píng)一個淺(qiǎn)沉确保(bǎo)管接頭(tóu)與油口(kǒu)密封面(mian)之間的(de)垂直度(du)要求, 使(shi)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼管接頭(tou)和ED墊圈(quan)與油🈚口(kou)的锪平(ping)面完全(quán)貼合, 形(xing)成密封(feng), 減少連(lián)接面的(de)滲🧡漏。

平(píng)油口的(de)螺紋形(xíng)式生産(chan)廠商根(gēn)據不同(tong)标準, 有(yǒu)公制螺(luo)紋 (GB/T 19674.1标準(zhǔn)) 、英制管(guan)螺紋 (ISO1179-1标(biao)準)連接(jiē), 密封形(xing)式是采(cai)用ED彈性(xìng)密封圈(quan)密封, 或(huò)用管接(jie)頭與油(you)口之間(jian)的尖角(jiǎo)密封。

圖(tú)2 平油口(kǒu)

3.3 英制錐(zhuī)管螺紋(wén)密封、美(mei)制NPT錐管(guan)螺紋油(yóu)口結構(gou)

(1) 英制55°牙(ya)型角錐(zhuī)管螺紋(wén)密封油(you)口結構(gòu):也稱用(yòng)螺紋密(mi)封的油(yóu)口, 如圖(tu)3所示。這(zhe)種螺紋(wén)極限尺(chǐ)寸及公(gōng)差符合(he)GB/T 7306規定, 與(yu)管接頭(tou)💘連接時(shi)不需加(jia)填料或(huò)使用密(mi)封介質(zhi)就能防(fáng)止滲漏(lou), 其中圓(yuán)錐内螺(luó)紋油和(hé)圓錐外(wai)螺紋接(jie)頭連接(jie)可在高(gāo)溫及💰高(gao)壓下采(cǎi)用;

(2) 美制(zhi)60°牙型角(jiǎo)錐管螺(luo)紋NPT密封(fēng)油口結(jié)構:如圖(tú)3所示, 極(ji)限尺寸(cun)及公差(cha)符合GB/T 12716規(guī)定, 其主(zhǔ)要用于(yu)燃油和(hé)潤滑🧑🏾‍🤝‍🧑🏼油(yóu)管路接(jie)頭的油(yóu)口, 同時(shí)🏃🏻也适于(yú)高溫、高(gao)壓系統(tǒng)。

4 液壓系(xi)統密封(fēng)的管接(jiē)頭及油(yóu)口端選(xuan)擇

4.1 外螺(luó)紋接頭(tóu)配合O形(xing)圈密封(fēng)

外螺紋(wen)接頭配(pei)合O形圈(quan)密封形(xing)式, 如圖(tú)4所示。O形(xing)圈裝入(rù)液壓管(guan)接頭體(tǐ)後, 通過(guò)裝配旋(xuan)入油口(kou)15°内倒角(jiǎo)受到壓(yā)縮後變(bian)形, 适用(yong)選擇🔴的(de)油口如(ru)圖1所示(shi), 在設計(jì)✨此O形圈(quan)密封的(de)接頭與(yǔ)油口時(shi), 表面锪(huō)平沉孔(kǒng)、内倒角(jiǎo)尺寸及(jí)螺紋深(shēn)度的連(lián)接配合(hé)至關重(zhòng)要。

1) 油口(kou)平面沉(chén)孔及15°内(nèi)倒角配(pei)合要點(diǎn)

(1) 油口沉(chén)孔直徑(jìng):d2≥d7+2.2, 且d7>d5

(2) 油口(kou)沉孔深(shen)度:L3≤L5-0.5

表1 15°内(nei)倒角尺(chi)寸及配(pèi)合要點(diǎn)

) 15°内倒角(jiao)與接頭(tou)配合要(yào)點

15°内倒(dao)角的直(zhí)徑一般(bān)小于管(guǎn)接頭圓(yuán)台直徑(jìng), 深度一(yī)📱般👉與螺(luo)距有關(guan), 見表1。

3) 螺(luó)紋深度(du)配合要(yào)點

(1) 油口(kou)内螺紋(wén)攻深:L4≥L6+0.5

(2) 油(you)口加工(gong)孔鑽深(shen):L2≥L4min+ (1.5~2) P

P———螺距

d1———螺(luo)紋直徑(jìng)規格

d2———油(yóu)口锪平(píng)沉孔直(zhi)徑

d5———油口(kou)15°内倒角(jiǎo)的直徑(jing)

d6———與油口(kou)配合的(de)管接頭(tou)圓台直(zhí)徑

L2———油口(kǒu)螺紋孔(kǒng)鑽深

L3———油(yóu)口锪平(píng)沉孔深(shēn)度

L4———油口(kǒu)内螺紋(wen)攻深

L5———與(yǔ)油口配(pei)合的管(guan)接頭六(liu)方下端(duan)面至圓(yuán)台端面(mian)長度

L6———與(yǔ)油口配(pei)合的管(guǎn)接頭圓(yuan)台下端(duān)面至外(wài)螺紋端(duan)面☂️長度(du)

4.2 外螺紋(wén)配合ED密(mì)封

外螺(luó)紋配合(he)ED密封形(xing)式如圖(tú)5所示, ED彈(dàn)性密封(fēng)圈是被(bèi)廣泛應(ying)用💯于液(ye)壓系統(tong)的油口(kou)密封形(xíng)式, 簡易(yì)的外形(xing)使其得(de)以快速(su)方便地(dì)安裝, 與(yǔ)O形圈不(bú)同的是(shì)ED彈💯性密(mi)封🔅圈不(bu)會🌍在溝(gōu)槽🛀中扭(niǔ)曲變形(xíng)。适用油(yóu)口如圖(tú)2所示:在(zài)設計此(cǐ)ED密封的(de)過渡接(jie)頭與油(yóu)口密封(feng)時, 表面(mian)锪平沉(chen)孔及螺(luó)紋深度(dù)的連接(jiē)配合尺(chǐ)寸至關(guān)重要。

圖(tu)5 外螺紋(wén)配合ED密(mi)封

1) 油口(kǒu)平面沉(chen)孔配合(hé)要點

(1) 油(yóu)口沉孔(kong)直徑:d4≥d7+1.1

(2) 油(you)口沉孔(kong)深度:L1L5 min-0.5

2) 螺(luo)紋深度(dù)配合要(yào)點

(1) 油口(kǒu)内螺紋(wen)攻深:L2≥L6

(2) 油(you)口加工(gong)孔鑽深(shen):L13≥L2 min+2P

d4———油口锪(huō)平沉孔(kong)直徑

d7———與(yu)油口配(pei)合的管(guǎn)接頭圓(yuan)台直徑(jìng)

L1———油口锪(huo)平沉孔(kong)深度

L2———油(you)口内螺(luo)紋攻深(shen)

L13———油口螺(luo)紋孔鑽(zuàn)深

4.3 法蘭(lán)面帶O形(xíng)圈溝槽(cáo)的密封(fēng)

一般O形(xíng)密封原(yuan)理如圖(tu)6所示, O形(xing)圈裝入(ru)密封槽(cáo)後, 其截(jié)面受到(dao)壓縮後(hou)變形。在(zai)無壓力(li)時, 靠O形(xing)圈的彈(dàn)性對接(jiē)觸面産(chǎn)生預接(jie)觸壓☁️力(lì), 實現初(chū)始密封(feng), 當密封(feng)腔充入(ru)有壓工(gong)作介質(zhì)後;在壓(yā)力的作(zuo)用下, O形(xing)圈被擠(ji)向溝槽(cao)的一側(ce), 密封面(mian)上的接(jiē)觸壓力(lì)上升, 提(tí)高了密(mì)封效果(guǒ)。在動密(mì)封中, 當(dāng)壓力大(da)于10 MPa時, O形(xíng)圈就會(huì)🧡被擠入(rù)間隙中(zhōng)而損壞(huai), 為此有(yǒu)時需要(yào)在O形圈(quan)⭐低壓測(cè)設置四(sì)💔氟乙烯(xī)或尼龍(lóng)制成的(de)擋圈, 如(ru)圖7所示(shi), 其厚度(dù)為1.25~2.5 mm。雙向(xiang)受高壓(ya)時, 兩側(ce)都要加(jiā)擋圈🌈, 且(qie)一般在(zai)活塞靜(jing)密封中(zhong)運用較(jiao)多, 而法(fa)蘭是端(duān)面密封(feng), 不需加(jia)擋圈。

圖(tú)6 O形圈密(mì)封原理(lǐ)

圖7 O形圈(quān)密封擋(dang)圈設置(zhi)

1) 法蘭面(miàn)配合O形(xing)圈密封(feng)原理

這(zhè)種密封(feng)是用分(fen)離式法(fa)蘭片和(he)螺栓進(jìn)行壓緊(jin)實現🤩軸(zhou)向密封(fēng), 其密封(feng)件O形圈(quan)是受介(jie)質壓力(lì)後, 實現(xiàn)徑向變(bian)形, 如圖(tú)8所示。在(zai)實現密(mì)封時, 根(gen)據系統(tong)介質所(suǒ)産生💃🏻壓(ya)力方向(xiàng)的不同(tong), 有受軸(zhóu)向内🌏部(bu)和外部(bu)壓力之(zhī)分, 此類(lei)密封在(zài)工程機(ji)械中大(da)多數是(shì)在液壓(ya)系統中(zhōng)的液壓(yā)泵、馬達(da)的進回(hui)油口的(de)軸向密(mì)封形🌈式(shì)中采用(yong)。

2) 法蘭面(mian)O形圈溝(gou)槽的設(shè)計

法蘭(lan)面密封(feng)形式中(zhong)O形圈在(zai)安裝時(shí), 必須保(bao)證适當(dāng)的預壓(yā)縮量, 過(guo)小不能(néng)密封, 過(guo)大則摩(mo)擦力增(zēng)大, 且易(yì)于損壞(huai)。因此🧑🏾‍🤝‍🧑🏼, 安(ān)裝✍️O形圈(quān)的溝槽(cao)的尺寸(cun)設計和(he)表👉面精(jing)度需按(àn)相關标(biāo)準和手(shǒu)冊給出(chu)的數據(jù)嚴格保(bǎo)證。

(1) 軸向(xiang)密封 (受(shou)内部壓(ya)力) , 壓力(lì)從内測(cè):O形圈外(wai)徑壓縮(suo), 如圖9的(de)📐設計一(yī)般是以(yi)d9尺寸為(wei)作為選(xuan)配O形圈(quan)的定位(wei)尺寸, 其(qí)法蘭溝(gōu)槽🈲外徑(jìng)d9基本尺(chǐ)寸可按(àn)下式規(guī)定: