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如何降低液壓缸的(de)故障率
發布時間:2021-05-06
作為液壓油缸的生産廠(chǎng)家,一般都精通油缸技術的各個方面,但不一定熟悉密(mì)封技術。一般廠家隻知道(dào)怎麼用,不一定知道(dào)密封原理,密封件的動态變化,密封件在油缸裡是怎麼工作的。油缸制造商必須了解密封技術,才能根(gēn)據不同的技術要(yào)求選(xuǎn)擇不同的密封件。密封件制造商(shāng)還(hái)必須了解油缸的工(gōng)作原理,采用不同的設(shè)計來滿(mǎn)足油(yóu)缸的技術(shù)要求(qiú),因此油缸制(zhì)造商和密封件制(zhì)造商需要密切合作,以降低油缸的故障(zhàng)概率。
一、液壓密封(唇形密封)的(de)幾種狀态
(1)未安裝密封件時,有四種尺寸,每個人都可以看到,并用量具(jù)測量。這四個維度是:根部内徑外徑(jìng),唇部内徑外徑。
(2)密封件裝在(zài)槽内不(bú)工作時,槽的(de)尺寸不變,但密封件的尺寸(cùn)都變(biàn)了。四個維度是:密封的根(gēn)部直徑和外唇直徑同時變為槽徑(jìng);内唇直徑為活塞杆直徑,根部内徑為(wéi)密封件與活塞杆的間隙加上活塞杆直徑。
(3)油缸開(kāi)始工作時,密(mì)封(fēng)的(de)工作狀态是:内外唇緊貼内外(wài)壁,并緩慢(màn)後退。印章(zhāng)根部向後(hòu)壓。随着壓(yā)力的增大,液壓油對密封的作用力增大,密封的整體(tǐ)變形增(zēng)大。當工作循環完成,油缸内無壓力時,密封恢複原狀。反複變形,反複恢複,直到密(mì)封的雙唇(chún)有效量完全喪失,密封損(sǔn)壞。
二、油缸槽尺寸(cùn)公差和密封配(pèi)合(hé)
(1)往複密(mì)封的形式(shì)很多,有L型、U型、V型、Y型等,多為唇形密封。
(2)往複式(shì)唇形密封(fēng)廣泛(fàn)應用于液壓系統的往複(fú)缸中。這(zhè)種密封件的受(shòu)壓面是唇形,安裝(zhuāng)時有很小的幹涉,使唇部與密封(fēng)面充分接觸,産生密封(fēng)效果。油缸工作(zuò)時,其接觸(chù)力和接觸面積随着壓力的增加而增加(jiā),密封性能随着壓力(lì)的增加而提高。油缸回位時,壓力減(jiǎn)小,接觸面積和力減小,密封性能下(xià)降。這個嘴唇的操作過程類似于人(rén)的呼吸過程。此(cǐ)外,這個過程也起到(dào)潤滑嘴唇的作用。
(3)世界各(gè)國的(de)密封(fēng)件(jiàn)制造商對凹槽尺寸的公差和粗(cū)糙度都有(yǒu)嚴(yán)格的要求。因此,油(yóu)缸制(zhì)造商必須嚴格按(àn)照公差和粗糙度的要求生(shēng)産油缸。
如果油缸沒有按要求生産,會出現三(sān)種情(qíng)況
情況一(yī):如果凹槽太深,會出現兩種情(qíng)況:a、密封根部與凹槽的間隙變大,會(huì)使密(mì)封根部不穩定。
b、密封(fēng)唇與密封面的幹涉變小,密封件的反彈力變小,所以活塞杆跳動時低壓漏(lòu)油的故障率會增加。
情況二(èr):如果凹槽太淺,會出現兩種情況:
a、密封(fēng)唇與密封面的幹涉增大,接觸面積增大,導緻摩擦力增大。油缸回程時,密封唇無(wú)法得(dé)到有效(xiào)潤滑,發熱量增大,加速了密(mì)封唇的損壞。
b,導緻密封根部間隙變(biàn)小,導緻油缸處于高壓狀态時,密封(fēng)根部擠壓的概率(lǜ)增(zēng)大。
案例3。油缸粗糙度
如果液壓缸的粗糙度超過要求,也會導緻兩種(zhǒng)情(qíng)況:
a、密封内外唇的摩(mó)擦力會增大,唇的損壞速度會加快。
b、密封(fēng)和油缸接觸面油量(liàng)增加,漏油的可能性增加。
三.密封件和墊(niàn)圈的選擇:
液壓油缸的技術要求不(bú)同,必須根據油(yóu)缸的技術(shù)要求生産不同技術要求的密封件。
1.如果油缸需要25兆帕以上的壓力,速度為0-0.5米/秒,油溫為80
為(wéi)滿足上述條件(jiàn),密封件必須滿足以下技術要求:
(1)密封的硬度(dù)為92 ~ 97度。氣缸壓力越高,密封件的硬度(dù)越大。
(2)密封唇線速度必須滿足0.5m/s
(3)密(mì)封件的耐溫性必須滿(mǎn)足-30 ~ 110的溫度。因為密封唇接觸面的溫度高于液壓油(yóu)的溫度,所以密封件的選擇必須耐110;有些地方氣溫在-30左右(yòu),所以密封件的選擇要耐-30的低溫。
(4)隻(zhī)能使用特殊密封,如軸封。活塞密封件(jiàn)隻能用于活塞,不能用于軸和活塞。因為兩用密封的根(gēn)部寬度(dù)比專用密(mì)封小。在(zài)高壓下,兩(liǎng)用密封的根部變形較大(dà),而在(zài)相同壓力下,特種密封的根部較寬,壓縮變形較(jiào)小,被活塞杆擠壓的(de)可能性變小。
(5)密封根部(bù)應增加擋(dǎng)圈。為什麼要加扣環(huán)?墊片的硬度是多少?由于氣缸(gāng)壓力在25MPa以上,密封件的高度決(jué)定了密封件根部的(de)變形(xíng),即擠壓間隙,因為墊片也有硬度和(hé)變形,墊片也減少了(le)密封件的變形,降低了密封件在高壓下根部與活(huó)塞杆或氣缸内壁摩擦的(de)可能性,從(cóng)而降低了密封件根部擠壓應變造(zào)成損壞的概率。墊片硬度和壓(yā)力的關系(xì)是壓力越大,硬度越大。
2.如果油(yóu)缸需要低(dī)于25兆帕的壓力,速度(dù)為0.5米/秒,油溫為80為滿足(zú)上述條件,密封件需(xū)要滿足(zú)以下要求(qiú):
(1)密封的硬度為85 ~ 92度,因為硬度越低,密封的彈性(xìng)越好。
(2)速度和溫(wēn)度要求與25兆(zhào)帕以上的壓力要求相同
(3)密封(fēng)件的選擇:可選擇專用和(hé)兩用密封(fēng)件。
四、高壓油缸和(hé)低壓油缸常見問題,低壓漏(lòu)油
漏油分兩(liǎng)種:一種是活塞(sāi)杆漏油,可(kě)見;另一個是油缸洩漏,看不見。兩者有一個共同點,就是低壓漏油。一般由以下三種情況引起:
在第一種情況下,密封件的結構(gòu)會在低壓下導(dǎo)緻漏油。
首先,分析密(mì)封雙唇與油缸的關系(以軸用密封為(wéi)例)
(1)軸封有内外唇,外唇安裝在槽内與外壁接觸,内唇與活塞杆表面接觸,兩唇有過盈量,即産生兩個接觸周面,從而産生兩個周向回彈力。接觸圓周面積的大小(xiǎo)和如何判斷圓周(zhōu)力描(miáo)述如下。
(2)密封件的内外唇有兩個切割角。因為同一密封件的内外唇之間的幹涉是确定的,所以切割角的角度決(jué)定了兩(liǎng)個唇之間的内外接觸的圓周面積。圓(yuán)周(zhōu)力的大小由密封材(cái)料的硬度、凹槽深度和唇部之間的幹涉決定。
(3)對(duì)以上兩種情況(kuàng)進(jìn)行分析,密封件(jiàn)的兩個唇部有兩個(gè)接觸周面。内外圓周(zhōu)面上的力是否均勻分布意味着兩個圓周(zhōu)面上的力不能為零。如果某一點上的(de)力為零,這裡就(jiù)會發生漏油。
假設:活塞杆跳動時(shí),一個唇(chún)部被擠壓,另一(yī)個唇部的(de)作用力會減小。作用力(lì)減小的一側必須自動跟蹤補償,以(yǐ)防(fáng)止這裡的作用力為零。一旦活塞杆跳動過(guò)大,補償(cháng)能力無法跟蹤,就會産生零作用力,導緻漏油。壓力高時,唇(chún)間張力增大,補償(cháng)跟蹤(zōng)力強,所(suǒ)以高壓漏油的可能性很小。
根據分析,密封件的結構(gòu)設計是導(dǎo)緻低壓漏油的一個關鍵(jiàn)方(fāng)面。
在第二種情(qíng)況(kuàng)下,密封件内外(wài)唇之間接觸面的(de)粗糙度會導(dǎo)緻漏油。
因為在油缸工作過程(chéng)中,整(zhěng)個密(mì)封都有輕微的移動。如果粗糙度太(tài)大,表面會有油。當壓力較低時,密封将恢複到(dào)原來的(de)狀态,積聚的油将留在(zài)漏油側。長期使(shǐ)用後,機油會從油缸中溢出。
第三種情(qíng)況,部分密封件在上半年後(hòu)開始漏油。
主要原因是密封(fēng)唇(chún)老化,老化過程包括機油老化和溫度老化。衰老的過程是雙唇受力逐(zhú)漸減小的過程。當作用力減小(xiǎo)到一定程度時,就會發生漏油(yóu),所以油缸廠家要(yào)慎重選擇密封件,最重(zhòng)要的(de)是密封件的内部質量。