引(yǐn)言

密封裝置是保(bao)證液壓與氣壓系(xi)統正常工作的最(zuì)基本也是最重要(yao)的裝置, 主要用來(lái)防止液體或氣體(ti)的洩漏🔴。良好的密(mì)封是液壓系統能(neng)夠傳遞動力、正常(cháng)工作的保證。如果(guǒ)密封不好, 将會造(zao)成系統和元件的(de)洩漏加大, 使系統(tong)壓力和容積效率(lǜ)降低, 造成能量的(de)損失, 嚴重時會導(dǎo)緻液壓系統的油(yóu)液外✌️洩污染環境(jìng)☁️, 因✂️此正确地設計(jì)液壓系統的連📐接(jie)管接頭及油🔆口的(de)密封形式🌏非常重(zhong)要。

1 液壓系統密封(fēng)裝置的要求

(1) 具有(you)良好的密封性, 即(ji)有适宜的彈性, 能(neng)補償所密封表面(miàn)在制造上的誤差(cha)與工作中的磨損(sǔn), 并随着壓力的增(zeng)大自動地提高密(mì)封程度;

(2) 具有良好(hǎo)的穩定性, 即油液(yè)浸泡對其形狀尺(chi)寸的🌈變化影響🏃‍♂️要(yao)小, 溫度對其彈性(xìng)和硬度的變化影(ying)響也要小;

(3) 摩擦力(lì)小, 運動靈活, 工作(zuò)壽命長;

(4) 結構簡單(dan), 制造、使用、維修簡(jiǎn)便。

2 密封件主要基(jī)礎材料

常用的液(ye)壓系統密封材料(liao)有以下幾種

(1) 丁腈(jīng)橡膠NBR耐油橡膠, 具(ju)有良好的彈性與(yǔ)耐磨性, 工作溫度(du)一般為-20~100℃, 有一定的(de)強度, 摩擦系數較(jiào)大。适用範圍:液壓(yā)油、脂㊙️肪油、碳氫🌂化(huà)合物潤滑油、動植(zhí)油、水💯、丁烷、壓縮氣(qì)體等;

(2) 氟橡膠FKM耐高(gao)溫, 耐油橡膠, 工作(zuo)溫度一般為-15~240℃, 有一(yī)定的強度, 摩擦系(xì)數較大。适用範圍(wéi):油料、臭氧、惡劣天(tiān)氣、液壓流體、化💛學(xue)溶劑、不易燃的油(you)料和化學産品等(deng);

(3) 矽橡膠VMQ耐高、低溫(wen)且抗酸和弱堿腐(fǔ)蝕, 絕緣性能良好(hao)的橡膠, 工作溫度(dù)一般為-60~250℃。适用範圍(wei):低溫或高溫🈲、惰性(xìng)氣體、酸和弱堿、臭(chòu)氧。

3 常用液壓管接(jie)頭密封油口的類(lèi)型

在工程機械主(zhu)機産品的液壓系(xì)統中常見的與管(guǎn)接頭相配合的油(you)口有以下幾種類(lei)型:

3.1 公制、美制及英(ying)制螺紋柱端帶锪(huo)孔溝槽的O形圈密(mi)封15°内倒角油口結(jie)構

15°内倒角油口類(lei)型在液壓管路中(zhong)的泵 (執行元件) 、馬(ma)達 (動♊力裝置) 的進(jìn)出油口的設計方(fāng)案中比較常用如(rú)圖🔴1所示, 其螺紋形(xing)🔞式由泵、馬達的生(sheng)産廠商根據不同(tong)标準, 公制螺紋(ISO 6149-1标(biāo)👅準)、美制統一螺紋(wén) (ISO 11926-1标準) 、英制管螺紋(wen) (JIS B2351标準) 連接, 密封形(xing)式是采用O形圈密(mì)封。

3.2 公制、英制螺紋(wen)柱端彈性密封圈(quan)或金屬對金屬密(mi)封⭕的平油口結構(gòu)

這種油口在液壓(ya)管路中的閥、合流(liu)塊、泵等靜密封的(de)進出油口的設計(jì)方案中常用, 如圖(tu)2所示。其加工過程(cheng)相對15°内倒角油口(kou)比較簡便, 隻是加(jia)工完内螺紋後, 再(zai)🍓對油口锪平一個(gè)淺沉确保管接頭(tou)與油口密封面之(zhi)間的垂直度要求(qiú), 使管接頭和ED墊圈(quān)與油口的锪平面(mian)完全貼合, 形成密(mì)封, 減少💰連接面的(de)滲漏。

平油口的螺(luó)紋形式生産廠商(shang)根據不同标準, 有(yǒu)公制螺紋 (GB/T 19674.1标準) 、英(ying)制管螺紋 (ISO1179-1标準)連(lián)接, 密封形式是采(cǎi)用ED彈性密封圈密(mì)封, 或用管接頭與(yǔ)油口之間的尖角(jiǎo)密封。

圖2 平油口

3.3 英(yīng)制錐管螺紋密封(feng)、美制NPT錐管螺紋油(yóu)口結構

(1) 英制55°牙型(xing)角錐管螺紋密封(fēng)油口結構:也稱用(yòng)螺紋密🛀🏻封的油口(kǒu), 如圖3所示。這種螺(luo)紋極限尺寸及公(gong)差符合GB/T 7306規定♋, 與管(guan)接頭🔞連接🐪時不需(xū)加填料或使用密(mì)封介質就能防止(zhǐ)滲漏☁️, 其中圓錐内(nei)螺紋油和圓錐外(wai)螺紋接頭連接可(ke)在高溫及高壓下(xià)采用;

(2) 美制60°牙型角(jiǎo)錐管螺紋NPT密封油(yóu)口結構:如圖3所示(shì), 極限尺寸🌈及公🛀🏻差(chà)符合GB/T 12716規定, 其主要(yao)用于燃油和潤滑(huá)油管路接頭的油(you)口, 同時也适于高(gāo)溫、高壓系統。

4 液壓(ya)系統密封的管接(jiē)頭及油口端選擇(zé)

4.1 外螺紋接頭配合(hé)O形圈密封

外螺紋(wén)接頭配合O形圈密(mì)封形式, 如圖4所示(shi)。O形圈裝入液壓管(guan)🌏接頭體後, 通過裝(zhuang)配旋入油口15°内倒(dǎo)角受到壓💋縮後變(biàn)形, 适用選擇的油(yóu)口如圖1所示, 在設(she)計此O形圈密封的(de)接頭與油口時❗, 表(biǎo)面锪平沉孔、内倒(dǎo)角尺寸及❌螺紋深(shen)度的連接配合至(zhì)關重要。

1) 油口平面(miàn)沉孔及15°内倒角配(pèi)合要點

(1) 油口沉孔(kǒng)直徑:d2≥d7+2.2, 且d7>d5

(2) 油口沉孔(kǒng)深度:L3≤L5-0.5

表1 15°内倒角尺(chǐ)寸及配合要點

) 15°内(nèi)倒角與接頭配合(hé)要點

15°内倒角的直(zhi)徑一般小于管接(jiē)頭圓台直徑, 深度(du)一📱般與螺距有關(guān), 見表1。

3) 螺紋深度配(pei)合要點

(1) 油口内螺(luó)紋攻深:L4≥L6+0.5

(2) 油口加工(gong)孔鑽深:L2≥L4min+ (1.5~2) P

P———螺距

d1———螺紋(wén)直徑規格

d2———油口锪(huo)平沉孔直徑

d5———油口(kou)15°内倒角的直徑

d6———與(yǔ)油口配合的管接(jiē)頭圓台直徑

L2———油口(kou)螺紋孔鑽深

L3———油口(kou)锪平沉孔深度

L4———油(you)口内螺紋攻深

L5———與(yǔ)油口配合的管接(jie)頭六方下端面至(zhi)圓台端面長度

L6———與(yu)油口配合的管接(jie)頭圓台下端面至(zhi)外螺紋端面🔱長度(du)

4.2 外螺紋配合ED密封(fēng)

外螺紋配合ED密封(fēng)形式如圖5所示, ED彈(dan)性密封圈是被廣(guǎng)泛應🤩用💜于液壓系(xi)統的油口密封形(xing)式, 簡易的外形使(shǐ)其得以快速方🈲便(bian)地安裝, 與O形圈不(bú)同的是ED彈性密封(fēng)圈不會在溝槽❄️中(zhong)扭曲變形。适用油(you)口如圖2所示:在設(she)計此ED密封☔的過渡(dù)接頭與油口密封(feng)時, 表面锪平沉孔(kong)☔及螺紋深度的連(lian)接配合尺寸至關(guān)重要。

圖5 外螺紋配(pei)合ED密封

1) 油口平面(miàn)沉孔配合要點

(1) 油(you)口沉孔直徑:d4≥d7+1.1

(2) 油口(kou)沉孔深度:L1L5 min-0.5

2) 螺紋深(shen)度配合要點

(1) 油口(kou)内螺紋攻深:L2≥L6

(2) 油口(kǒu)加工孔鑽深:L13≥L2 min+2P

d4———油口(kǒu)锪平沉孔直徑

d7———與(yǔ)油口配合的管接(jiē)頭圓台直徑

L1———油口(kou)锪平沉孔深度

L2———油(yóu)口内螺紋攻深

L13———油(you)口螺紋孔鑽深

4.3 法(fǎ)蘭面帶O形圈溝槽(cáo)的密封

一般O形密(mi)封原理如圖6所示(shì), O形圈裝入密封槽(cáo)後, 其🥵截⚽面💃受到🆚壓(ya)縮後變形。在無壓(yā)力時, 靠O形圈的彈(dàn)性對接觸面産生(shēng)預接觸壓🍉力, 實現(xian)初始密封, 當密封(feng)腔充入有壓工作(zuò)介質後;在壓☁️力的(de)作用下, O形圈被擠(jǐ)向溝槽💃🏻的一側, 密(mì)封面上的接觸壓(ya)力上升, 提高了密(mì)封效果。在動密封(fēng)中, 當壓力大于10 MPa時(shi), O形圈就會被擠入(ru)間隙中🏃🏻‍♂️而損壞, 為(wéi)此有時需要在O形(xíng)圈低壓測設置四(sì)氟乙烯或尼龍制(zhì)成的擋圈, 如圖7所(suǒ)示, 其厚度為1.25~2.5 mm。雙向(xiang)受高壓時, 兩側都(dou)要加擋圈, 且一般(bān)在活塞靜密封中(zhong)運用較多, 而法😍蘭(lán)是端面密封, 不需(xu)🏃加擋圈。

圖6 O形圈密(mi)封原理

圖7 O形圈密(mì)封擋圈設置

1) 法蘭(lan)面配合O形圈密封(feng)原理

這種密封是(shì)用分離式法蘭片(piàn)和螺栓進行壓緊(jǐn)實現🈲軸向密封, 其(qí)密封件O形圈是受(shou)介質壓力後, 實現(xiàn)徑向變形, 如圖8所(suǒ)示。在實現密封時(shi), 根據系統介質所(suo)産生壓力方❄️向的(de)不🌈同, 有受軸向内(nèi)部和外部壓力之(zhi)分, 此類密封在工(gong)程機械中大多數(shu)是在液壓👌系統中(zhong)的液壓泵、馬達的(de)⭐進回油口的軸向(xiàng)密封形式中采用(yong)。

2) 法蘭面O形圈溝槽(cao)的設計

法蘭面密(mì)封形式中O形圈在(zài)安裝時, 必須保證(zhèng)适當的🔆預㊙️壓縮量(liang), 過小不能密封, 過(guò)大則摩擦力增大(dà), 且易于損壞。因此(cǐ), 安裝O形圈的溝槽(cao)的尺寸設計和表(biǎo)面精度🧑🏾‍🤝‍🧑🏼需按相關(guān)标準🔴和手冊給出(chū)的數據嚴格保證(zheng)。

(1) 軸向密封 (受内部(bù)壓力) , 壓力從内測(ce):O形圈外徑壓縮, 如(rú)圖9的設計一般是(shì)以d9尺寸為作為選(xuan)配O形圈的定㊙️位尺(chǐ)寸, 其法蘭溝槽外(wai)徑d9基本尺寸可按(àn)下式規定: