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如何降低液壓缸的故障率

發(fā)布時(shí)間:2021-05-06

作為液壓油缸的生產(chǎn)廠家,一般都精通油缸技術(shù)的各個(gè)方面,但不一定熟悉密封技術(shù)。一般廠家只知道怎么用,不一定知道密封原理,密封件的動(dòng)態(tài)變化,密封件在油缸里是怎么工作的。油缸制造商必須了解密封技術(shù),才能根據(jù)不同的技術(shù)要求選擇不同的密封件。密封件制造商還必須了解油缸的工作原理,采用不同的設(shè)計(jì)來滿足油缸的技術(shù)要求,因此油缸制造商和密封件制造商需要密切合作,以降低油缸的故障概率。

一、液壓密封(唇形密封)的幾種狀態(tài)

(1)未安裝密封件時(shí),有四種尺寸,每個(gè)人都可以看到,并用量具測量。這四個(gè)維度是:根部內(nèi)徑外徑,唇部內(nèi)徑外徑。

(2)密封件裝在槽內(nèi)不工作時(shí),槽的尺寸不變,但密封件的尺寸都變了。四個(gè)維度是:密封的根部直徑和外唇直徑同時(shí)變?yōu)椴蹚?;?nèi)唇直徑為活塞桿直徑,根部內(nèi)徑為密封件與活塞桿的間隙加上活塞桿直徑。

(3)油缸開始工作時(shí),密封的工作狀態(tài)是:內(nèi)外唇緊貼內(nèi)外壁,并緩慢后退。印章根部向后壓。隨著壓力的增大,液壓油對密封的作用力增大,密封的整體變形增大。當(dāng)工作循環(huán)完成,油缸內(nèi)無壓力時(shí),密封恢復(fù)原狀。反復(fù)變形,反復(fù)恢復(fù),直到密封的雙唇有效量完全喪失,密封損壞。

二、油缸槽尺寸公差和密封配合

(1)往復(fù)密封的形式很多,有L型、U型、V型、Y型等,多為唇形密封。

(2)往復(fù)式唇形密封廣泛應(yīng)用于液壓系統(tǒng)的往復(fù)缸中。這種密封件的受壓面是唇形,安裝時(shí)有很小的干涉,使唇部與密封面充分接觸,產(chǎn)生密封效果。油缸工作時(shí),其接觸力和接觸面積隨著壓力的增加而增加,密封性能隨著壓力的增加而提高。油缸回位時(shí),壓力減小,接觸面積和力減小,密封性能下降。這個(gè)嘴唇的操作過程類似于人的呼吸過程。此外,這個(gè)過程也起到潤滑嘴唇的作用。

(3)世界各國的密封件制造商對凹槽尺寸的公差和粗糙度都有嚴(yán)格的要求。因此,油缸制造商必須嚴(yán)格按照公差和粗糙度的要求生產(chǎn)油缸。

如果油缸沒有按要求生產(chǎn),會(huì)出現(xiàn)三種情況

情況一:如果凹槽太深,會(huì)出現(xiàn)兩種情況:a、密封根部與凹槽的間隙變大,會(huì)使密封根部不穩(wěn)定。

b、密封唇與密封面的干涉變小,密封件的反彈力變小,所以活塞桿跳動(dòng)時(shí)低壓漏油的故障率會(huì)增加。

情況二:如果凹槽太淺,會(huì)出現(xiàn)兩種情況:

a、密封唇與密封面的干涉增大,接觸面積增大,導(dǎo)致摩擦力增大。油缸回程時(shí),密封唇無法得到有效潤滑,發(fā)熱量增大,加速了密封唇的損壞。

b,導(dǎo)致密封根部間隙變小,導(dǎo)致油缸處于高壓狀態(tài)時(shí),密封根部擠壓的概率增大。

案例3。油缸粗糙度

如果液壓缸的粗糙度超過要求,也會(huì)導(dǎo)致兩種情況:

a、密封內(nèi)外唇的摩擦力會(huì)增大,唇的損壞速度會(huì)加快。

b、密封和油缸接觸面油量增加,漏油的可能性增加。

三.密封件和墊圈的選擇:

液壓油缸的技術(shù)要求不同,必須根據(jù)油缸的技術(shù)要求生產(chǎn)不同技術(shù)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

為滿足上述條件,密封件必須滿足以下技術(shù)要求:

(1)密封的硬度為92 ~ 97度。氣缸壓力越高,密封件的硬度越大。

(2)密封唇線速度必須滿足0.5m/s

(3)密封件的耐溫性必須滿足-30 ~ 110的溫度。因?yàn)槊芊獯浇佑|面的溫度高于液壓油的溫度,所以密封件的選擇必須耐110;有些地方氣溫在-30左右,所以密封件的選擇要耐-30的低溫。

(4)只能使用特殊密封,如軸封?;钊芊饧荒苡糜诨钊荒苡糜谳S和活塞。因?yàn)閮捎妹芊獾母繉挾缺葘S妹芊庑?。在高壓下,兩用密封的根部變形較大,而在相同壓力下,特種密封的根部較寬,壓縮變形較小,被活塞桿擠壓的可能性變小。

(5)密封根部應(yīng)增加擋圈。為什么要加扣環(huán)?墊片的硬度是多少?由于氣缸壓力在25MPa以上,密封件的高度決定了密封件根部的變形,即擠壓間隙,因?yàn)閴|片也有硬度和變形,墊片也減少了密封件的變形,降低了密封件在高壓下根部與活塞桿或氣缸內(nèi)壁摩擦的可能性,從而降低了密封件根部擠壓應(yīng)變造成損壞的概率。墊片硬度和壓力的關(guān)系是壓力越大,硬度越大。

2.如果油缸需要低于25兆帕的壓力,速度為0.5米/秒,油溫為80為滿足上述條件,密封件需要滿足以下要求:

(1)密封的硬度為85 ~ 92度,因?yàn)橛捕仍降?,密封的彈性越好?/p>

(2)速度和溫度要求與25兆帕以上的壓力要求相同

(3)密封件的選擇:可選擇專用和兩用密封件。

四、高壓油缸和低壓油缸常見問題,低壓漏油

漏油分兩種:一種是活塞桿漏油,可見;另一個(gè)是油缸泄漏,看不見。兩者有一個(gè)共同點(diǎn),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(jié)構(gòu)會(huì)在低壓下導(dǎo)致漏油。

首先,分析密封雙唇與油缸的關(guān)系(以軸用密封為例)

(1)軸封有內(nèi)外唇,外唇安裝在槽內(nèi)與外壁接觸,內(nèi)唇與活塞桿表面接觸,兩唇有過盈量,即產(chǎn)生兩個(gè)接觸周面,從而產(chǎn)生兩個(gè)周向回彈力。接觸圓周面積的大小和如何判斷圓周力描述如下。

(2)密封件的內(nèi)外唇有兩個(gè)切割角。因?yàn)橥幻芊饧膬?nèi)外唇之間的干涉是確定的,所以切割角的角度決定了兩個(gè)唇之間的內(nèi)外接觸的圓周面積。圓周力的大小由密封材料的硬度、凹槽深度和唇部之間的干涉決定。

(3)對以上兩種情況進(jìn)行分析,密封件的兩個(gè)唇部有兩個(gè)接觸周面。內(nèi)外圓周面上的力是否均勻分布意味著兩個(gè)圓周面上的力不能為零。如果某一點(diǎn)上的力為零,這里就會(huì)發(fā)生漏油。

假設(shè):活塞桿跳動(dòng)時(shí),一個(gè)唇部被擠壓,另一個(gè)唇部的作用力會(huì)減小。作用力減小的一側(cè)必須自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償,以防止這里的作用力為零。一旦活塞桿跳動(dòng)過大,補(bǔ)償能力無法跟蹤,就會(huì)產(chǎn)生零作用力,導(dǎo)致漏油。壓力高時(shí),唇間張力增大,補(bǔ)償跟蹤力強(qiáng),所以高壓漏油的可能性很小。

根據(jù)分析,密封件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是導(dǎo)致低壓漏油的一個(gè)關(guān)鍵方面。

在第二種情況下,密封件內(nèi)外唇之間接觸面的粗糙度會(huì)導(dǎo)致漏油。

因?yàn)樵谟透坠ぷ鬟^程中,整個(gè)密封都有輕微的移動(dòng)。如果粗糙度太大,表面會(huì)有油。當(dāng)壓力較低時(shí),密封將恢復(fù)到原來的狀態(tài),積聚的油將留在漏油側(cè)。長期使用后,機(jī)油會(huì)從油缸中溢出。

第三種情況,部分密封件在上半年后開始漏油。

主要原因是密封唇老化,老化過程包括機(jī)油老化和溫度老化。衰老的過程是雙唇受力逐漸減小的過程。當(dāng)作用力減小到一定程度時(shí),就會(huì)發(fā)生漏油,所以油缸廠家要慎重選擇密封件,最重要的是密封件的內(nèi)部質(zhì)量。

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