引言

密封(fēng)裝置是保證(zhèng)液壓與氣壓(yā)系統正常工(gong)作的最✊基本(ben)也是最重要(yao)的裝置, 主要(yao)用來防止液(yè)體或氣體的(de)洩漏。良好㊙️的(de)密封是液壓(ya)系統能夠傳(chuan)遞動力、正常(chang)工作的保證(zheng)。如果密封不(bu)好, 将會❤️造成(chéng)系統和元件(jiàn)的洩漏加大(da), 使系統壓力(li)和容積效率(lü)降低, 造🥵成能(néng)量的損失, 嚴(yán)重時會導緻(zhì)液壓系統的(de)油液外⁉️洩污(wū)染環境📐, 因此(ci)正确地設計(ji)液壓系統的(de)連接管接頭(tou)及油口的密(mì)📞封形式非常(chang)重要。

1 液壓系(xi)統密封裝置(zhi)的要求

(1) 具有(you)良好的密封(feng)性, 即有适宜(yi)的彈性, 能補(bu)償所密封表(biao)面在制☎️造上(shang)的誤差與工(gōng)作中的磨損(sǔn), 并随着壓力(lì)的增大自動(dòng)地提高🔞密封(feng)程度;

(2) 具有良(liang)好的穩定性(xing), 即油液浸泡(pao)對其形狀尺(chi)寸的變化影(yǐng)🔴響要小, 溫度(dù)對其彈性和(he)硬度的變化(hua)影響也要小(xiǎo);

(3) 摩擦力小, 運(yun)動靈活, 工作(zuò)壽命長;

(4) 結構(gou)簡單, 制造、使(shi)用、維修簡便(bian)。

2 密封件主要(yao)基礎材料

常(cháng)用的液壓系(xi)統密封材料(liào)有以下幾種(zhǒng)

(1) 丁腈橡膠NBR耐(nài)油橡膠, 具有(you)良好的彈性(xìng)與耐磨性, 工(gōng)作溫度一🏃般(bān)為-20~100℃, 有一定的(de)強度, 摩擦系(xi)數較大。适用(yong)範圍:液壓🎯油(you)、脂肪油、碳氫(qing)化合物潤滑(hua)油、動植油、水(shui)、丁烷、壓縮氣(qì)體等;

(2) 氟橡膠(jiāo)FKM耐高溫, 耐油(yóu)橡膠, 工作溫(wen)度一般為-15~240℃, 有(you)一定的強度(du), 摩擦系數較(jiao)大。适用範圍(wéi):油料、臭氧、惡(e)劣天💜氣、液🐇壓(yā)流體、化學溶(rong)㊙️劑、不易燃的(de)油料和化學(xué)産品等;

(3) 矽橡(xiàng)膠VMQ耐高、低溫(wēn)且抗酸和弱(ruò)堿腐蝕, 絕緣(yuán)性能良好♊的(de)橡膠, 工作溫(wen)度一般為-60~250℃。适(shì)用範圍:低溫(wen)或高溫、惰性(xìng)氣體、酸和💯弱(ruò)堿、臭氧。

3 常用(yòng)液壓管接頭(tóu)密封油口的(de)類型

在工程(chéng)機械主機産(chǎn)品的液壓系(xì)統中常見的(de)與管接頭相(xiàng)配合的油口(kou)有以下幾種(zhong)類型:

3.1 公制、美(měi)制及英制螺(luó)紋柱端帶锪(huo)孔溝槽的O形(xíng)圈密封15°内✨倒(dao)角油口結構(gòu)

15°内倒角油口(kou)類型在液壓(ya)管路中的泵(beng) (執行元件) 、馬(ma)達 (動力裝置(zhi)☁️) 的進出油口(kou)的設計方案(àn)中比較常用(yong)⛹🏻‍♀️如圖🌐1所示, 其(qí)螺紋形🛀式由(yóu)泵、馬達的生(shēng)産廠商根據(ju)不同标準, 公(gōng)制螺紋(ISO 6149-1标♊準(zhun))、美制統一螺(luo)紋 (ISO 11926-1标準) 、英制(zhì)管螺紋 (JIS B2351标準(zhǔn)) 連接, 密封形(xíng)式是采用O形(xing)圈密封。

3.2 公制(zhi)、英制螺紋柱(zhù)端彈性密封(feng)圈或金屬對(dui)金屬密封的(de)👈平油口結構(gòu)

這種油口在(zài)液壓管路中(zhong)的閥、合流塊(kuai)、泵等靜密封(feng)的🍉進出油口(kǒu)的設計方案(an)中常用, 如圖(tu)2所示。其加工(gong)㊙️過程🚩相對15°内(nei)倒🧑🏽‍🤝‍🧑🏻角油口比(bǐ)較簡便, 隻是(shi)加工完内螺(luó)紋後, 再對油(yóu)口锪平一⛹🏻‍♀️個(ge)淺沉确保管(guǎn)接頭與油口(kou)密封面之間(jiān)的垂直度要(yào)求, 使管接頭(tou)和ED墊圈與油(you)口的锪平面(miàn)完全貼合, 形(xíng)成密封, 減少(shao)👅連接面的滲(shen)漏。

平油口的(de)螺紋形式生(sheng)産廠商根據(jù)不同标準, 有(you)公👨‍❤️‍👨制螺紋 (GB/T 19674.1标(biāo)準) 、英制管螺(luo)紋 (ISO1179-1标準)連接(jie), 密封形式是(shì)采用ED彈性密(mi)封圈密封💜, 或(huo)🈲用管接頭與(yu)油口之間的(de)尖角密封。

圖(tu)2 平油口

3.3 英制(zhi)錐管螺紋密(mì)封、美制NPT錐管(guǎn)螺紋油口結(jie)構

(1) 英制55°牙型(xing)角錐管螺紋(wén)密封油口結(jié)構:也稱用螺(luo)紋🏃‍♂️密封的📐油(yóu)口, 如圖3所示(shì)。這種螺紋極(jí)限尺寸及公(gōng)差符合GB/T 7306規定(dìng), 與管接頭連(lián)接時不需加(jia)填料或使用(yong)密封介質就(jiu)能防㊙️止滲漏(lòu)🏃🏻, 其中圓👉錐内(nèi)螺紋油和圓(yuán)錐外螺紋接(jiē)頭連接可在(zài)高溫及高壓(yā)下采用;

(2) 美制(zhì)60°牙型角錐管(guan)螺紋NPT密封油(you)口結構:如圖(tú)3所示, 極限尺(chǐ)寸及公🐅差符(fu)合GB/T 12716規定, 其主(zhǔ)要用于燃油(you)和潤滑油管(guǎn)路接頭的油(you)口🍓, 同時也适(shi)于高溫、高壓(ya)系統。

4 液壓系(xi)統密封的管(guǎn)接頭及油口(kou)端選擇

4.1 外螺(luó)紋接頭配合(he)O形圈密封

外(wai)螺紋接頭配(pei)合O形圈密封(fēng)形式, 如圖4所(suǒ)示。O形圈裝入(ru)液🔅壓管接頭(tou)體後, 通過裝(zhuang)配旋入油口(kǒu)15°内倒角受到(dào)壓縮後變形(xing)💛, 适用👄選擇的(de)油口如圖1所(suǒ)示, 在設計此(ci)O形圈密封的(de)接頭與油口(kou)時, 表面锪平(ping)沉孔、内倒🈲角(jiǎo)尺寸及螺紋(wén)深度的連接(jiē)配💛合至關重(zhong)要。

1) 油口平面(mian)沉孔及15°内倒(dao)角配合要點(diǎn)

(1) 油口沉孔直(zhí)徑:d2≥d7+2.2, 且d7>d5

(2) 油口沉(chen)孔深度:L3≤L5-0.5

表1 15°内(nei)倒角尺寸及(jí)配合要點

) 15°内(nèi)倒角與接頭(tou)配合要點

15°内(nei)倒角的直徑(jing)一般小于管(guan)接頭圓台直(zhi)徑, 深度一般(bān)與螺距有🛀關(guān), 見表1。

3) 螺紋深(shēn)度配合要點(dian)

(1) 油口内螺紋(wén)攻深:L4≥L6+0.5

(2) 油口加(jiā)工孔鑽深:L2≥L4min+ (1.5~2) P

P———螺(luo)距

d1———螺紋直徑(jing)規格

d2———油口锪(huō)平沉孔直徑(jing)

d5———油口15°内倒角(jiǎo)的直徑

d6———與油(you)口配合的管(guan)接頭圓台直(zhi)徑

L2———油口螺紋(wén)孔鑽深

L3———油口(kǒu)锪平沉孔深(shēn)度

L4———油口内螺(luo)紋攻深

L5———與油(you)口配合的管(guǎn)接頭六方下(xià)端面至圓台(tai)端面長度

L6———與(yǔ)油口配合的(de)管接頭圓台(tái)下端面至外(wài)螺紋端面長(zhǎng)度

4.2 外螺紋配(pèi)合ED密封

外螺(luo)紋配合ED密封(fēng)形式如圖5所(suǒ)示, ED彈性密封(fēng)圈是被廣泛(fàn)應🌂用于液壓(yā)系統的油口(kou)密封形式, 簡(jiǎn)易的外形使(shǐ)其得以快速(su)方便地🌈安裝(zhuang), 與O形圈不同(tong)的是ED彈性密(mi)封圈不會在(zài)溝槽🧑🏽‍🤝‍🧑🏻中扭曲(qu)變形。适用油(you)口如圖2所示(shi):在設計此ED密(mì)封的過渡接(jie)🙇‍♀️頭與油口密(mì)封時, 表面锪(huō)平沉孔及螺(luó)紋深度的連(lian)接配合尺寸(cùn)至關重要。

圖(tú)5 外螺紋配合(he)ED密封

1) 油口平(píng)面沉孔配合(hé)要點

(1) 油口沉(chen)孔直徑:d4≥d7+1.1

(2) 油口(kǒu)沉孔深度:L1L5 min-0.5

2) 螺(luo)紋深度配合(he)要點

(1) 油口内(nèi)螺紋攻深:L2≥L6

(2) 油(yóu)口加工孔鑽(zuàn)深:L13≥L2 min+2P

d4———油口锪平(píng)沉孔直徑

d7———與(yu)油口配合的(de)管接頭圓台(tai)直徑

L1———油口锪(huo)平沉孔深度(du)

L2———油口内螺紋(wen)攻深

L13———油口螺(luó)紋孔鑽深

4.3 法(fa)蘭面帶O形圈(quān)溝槽的密封(fēng)

一般O形密封(feng)原理如圖6所(suǒ)示, O形圈裝入(rù)密封槽後, 其(qí)截面受到壓(yā)縮後變形。在(zai)無壓力時, 靠(kào)O形圈的彈性(xing)👨‍❤️‍👨對接觸面産(chan)生🐅預接觸壓(ya)力, 實現初始(shǐ)密封, 當密封(fēng)腔充入有壓(ya)工作介質後(hòu);在壓✏️力的作(zuò)用下, O形圈被(bèi)擠向溝槽的(de)一側, 密封面(mian)上的接觸壓(yā)力上升, 提高(gao)了密封效果(guo)🔴。在動密封中(zhōng), 當壓力大于(yú)🐆10 MPa時, O形圈就會(huì)🔴被擠入間隙(xì)中而損壞, 為(wéi)此有時需要(yào)在O形圈低壓(ya)測設置四氟(fu)乙烯或尼龍(long)制成的擋圈(quān), 如圖7所示, 其(qi)厚度為1.25~2.5 mm。雙向(xiang)受高壓🧡時, 兩(liǎng)側都要加擋(dǎng)圈, 且一般在(zài)活塞靜密封(feng)中運用較多(duo), 而法🤞蘭是端(duan)面密封, 不需(xu)加擋圈。

圖6 O形(xing)圈密封原理(lǐ)

圖7 O形圈密封(feng)擋圈設置

1) 法(fa)蘭面配合O形(xíng)圈密封原理(li)

這種密封是(shi)用分離式法(fa)蘭片和螺栓(shuan)進行壓緊實(shí)現軸向密封(fēng), 其密封件O形(xíng)圈是受介質(zhi)壓力後, 實現(xian)徑向🌈變形, 如(rú)圖8所示。在實(shi)現密封時, 根(gēn)據系統介質(zhì)所産生壓力(li)方向的不同(tóng), 有受軸向内(nei)部和外部壓(yā)🚩力之分, 此類(lèi)密封在工程(chéng)機械中大多(duo)數是在液壓(ya)💃🏻系統中的液(ye)壓泵、馬達的(de)進回油口的(de)軸向密封形(xíng)💞式中采用。

2) 法(fǎ)蘭面O形圈溝(gōu)槽的設計

法(fǎ)蘭面密封形(xíng)式中O形圈在(zai)安裝時, 必須(xū)保證适當的(de)預壓🈲縮量, 過(guò)小不能密封(feng), 過大則摩擦(cā)力增大, 且易(yi)于損壞🤞。因此(ci), 安裝O形圈的(de)溝槽的尺寸(cun)設計和表🈲面(mian)精度需按相(xiang)關标準和手(shǒu)冊給出的數(shù)據嚴格保證(zheng)。

(1) 軸向密封 (受(shòu)内部壓力) , 壓(yā)力從内測:O形(xíng)圈外徑壓縮(suo)⛹🏻‍♀️, 如圖9的設計(ji)一般是以d9尺(chi)寸為作為選(xuǎn)配O形圈的定(ding)位尺寸, 其法(fa)蘭溝槽外徑(jìng)d9基本尺寸可(kě)按下式規定(ding):