引(yin)言

密封裝置是保(bǎo)證液壓與氣壓系(xi)統正常工作的最(zui)基🔞本也是最🧑🏽‍🤝‍🧑🏻重要(yao)的裝置, 主要用來(lai)防止液體或氣體(ti)的洩漏。良好的密(mi)封是㊙️液壓系統能(neng)夠傳遞動力💋、正常(chang)工作的保🧡證。如果(guo)🏃🏻‍♂️密封不好, 将會造(zao)成系統和元件的(de)洩漏加大, 使系統(tǒng)壓力和容積效率(lü)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(ji)液壓系統的連接(jiē)管接頭及油口的(de)密封形式🐉非常重(zhòng)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(jí)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(sun), 并随着🔱壓力的增(zeng)大自☔動地👌提高密(mi)封程度;

(2) 具有良好(hǎo)的穩定性, 即油液(ye)浸泡對其形狀尺(chi)寸的💋變化📧影響要(yào)小, 溫度對其彈性(xing)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(dān), 制造、使用、維修簡(jian)便。

2 密封件主要基(jī)礎材料

常用的液(ye)壓系統密封材料(liào)有以下幾種

(1) 丁腈(jing)橡膠NBR耐油橡膠, 具(ju)有良好的彈性與(yǔ)耐磨性, 工作溫度(dù)一般為-20~100℃, 有一定的(de)強度, 摩擦系數較(jiao)大。适用範圍:液壓(ya)油、脂肪油、碳氫化(hua)合物潤滑油、動植(zhi)油、水、丁烷、壓🥵縮氣(qi)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(xi)數較大。适用範圍(wéi):油料、臭氧、惡劣天(tiān)氣、液壓流體、化學(xué)溶劑、不易燃的油(yóu)料和化學産品等(děng);

(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(chou)氧。

3 常用液壓管接(jiē)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(lèi)型:

3.1 公制、美制及英(yīng)制螺紋柱端帶锪(huō)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(mǎ)☀️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(xíng)式由泵、馬達的生(sheng)産廠商根據🏃‍♂️不同(tóng)标準, 公制螺紋(ISO 6149-1标(biao)準)、美制統一螺紋(wen) (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(wén)柱端彈性密封圈(quan)或金屬對金屬密(mi)封的平油口結構(gou)

這種油口在液壓(yā)管路中的閥、合流(liu)塊、泵等靜密封的(de)進出油口的設計(ji)方案中常用, 如圖(tu)2所示。其加工過程(chéng)✉️相對15°内倒角油口(kou)比較簡便, 隻是加(jiā)工完内螺紋後, 再(zai)對油口锪平一個(ge)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(quan)與油口的锪平面(miàn)完全貼合, 形成密(mi)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(you)公制螺紋 (GB/T 19674.1标準) 、英(yīng)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(jiao)密封。

圖2 平油口

3.3 英(ying)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(xíng)角錐管螺紋密封(feng)油口結構:也稱用(yòng)螺紋密封的油口(kou), 如圖3所示。這種螺(luó)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(zhi)滲漏, 其中圓錐内(nei)螺紋油和圓錐外(wai)螺紋接✉️頭連接可(kě)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(yào)用于燃油和潤滑(hua)油管路接頭的油(yóu)口, 同時✏️也适于高(gāo)溫、高壓系統。

4 液壓(yā)系統密封的管接(jie)頭及油口端選擇(ze)

4.1 外螺紋接頭配合(he)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(guǎn)接頭體後, 通過裝(zhuang)配旋入油口15°内倒(dao)角受到壓縮後🚶變(biàn)形, 适用選擇的油(you)口如圖1所示, 在設(shè)計此O形圈密封的(de)接頭與油口時, 表(biao)面锪平沉孔、内倒(dǎo)角尺寸及螺紋深(shen)度的連接配合至(zhi)關重要。

1) 油口平面(mian)沉孔及15°内倒角配(pèi)合要點

(1) 油口沉孔(kong)直徑:d2≥d7+2.2, 且d7>d5

(2) 油口沉孔(kong)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(he)要點

15°内倒角的直(zhi)徑一般小于管接(jie)頭圓台直徑, 深度(du)一🔞般與螺距🔴有關(guan), 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(wen)直徑規格

d2———油口锪(huo)平沉孔直徑

d5———油口(kǒu)15°内倒角的直徑

d6———與(yu)油口配合的管接(jiē)頭圓台直徑

L2———油口(kǒu)螺紋孔鑽深

L3———油口(kǒu)锪平沉孔深度

L4———油(you)口内螺紋攻深

L5———與(yu)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(jiē)頭圓台下端面至(zhi)外螺紋端面長度(dù)

4.2 外螺紋配合ED密封(fēng)

外螺紋配合ED密封(feng)形式如圖5所示, ED彈(dàn)性密封圈是被廣(guǎng)泛應用于液壓系(xi)統的油口密封形(xíng)式, 簡易的外形使(shi)其得以快速方便(biàn)地安裝, 與O形圈不(bu)同的是ED彈性密封(fēng)圈不會在溝槽中(zhōng)扭曲變形。适用油(you)口如圖2所示:在設(shè)計此ED密封的過渡(du)接頭與油口密封(fēng)時, 表✨面锪平沉孔(kong)及螺紋深度的連(lián)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(yóu)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(kou)加工孔鑽深:L13≥L2 min+2P

d4———油口(kou)锪平沉孔直徑

d7———與(yu)油口配合的管接(jiē)頭圓台直徑

L1———油口(kǒu)锪平沉孔深度

L2———油(yóu)口内螺紋攻深

L13———油(yóu)口螺紋孔鑽深

4.3 法(fǎ)蘭面帶O形圈溝槽(cao)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(cao)後, 其截面❓受到壓(yā)縮後變形。在無壓(ya)力時, 靠O形圈的彈(dàn)性對接觸面産生(sheng)預接觸壓力, 實現(xiàn)初始密封, 當密封(feng)腔充入有壓工作(zuo)介質後;在壓力的(de)作用下, O形圈被擠(ji)向溝槽的一側, 密(mì)封面上的接觸壓(yā)力上升, 提高了密(mi)封效果。在動密封(feng)中, 當壓力大于10 MPa時(shí), O形圈就會被擠入(rù)間隙中😍而損壞, 為(wéi)此有時需要在O形(xing)圈低壓測設置四(sì)🍓氟乙烯或尼龍制(zhi)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(dōu)要加擋圈🌈, 且一般(ban)在活塞靜密封中(zhong)運用較㊙️多, 而法蘭(lan)是端面密封, 不需(xū)加擋圈。

圖6 O形圈密(mi)封原理

圖7 O形圈密(mi)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(shi)用分離式法蘭片(pian)和螺栓進行壓緊(jin)實現軸向密封, 其(qi)密封件O形圈是受(shou)介質壓力後, 實現(xian)🐅徑向變形, 如圖8所(suǒ)示。在實現密封時(shí), 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(xiang)密封形🈲式中采用(yòng)。

2) 法蘭面O形圈溝槽(cáo)的設計

法蘭面密(mi)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(guo)大則摩擦力增大(da), 且易于損壞。因此(ci)㊙️, 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(ru)圖9的⛱️設計一般是(shi)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: