引言

密封(fēng)裝置是保證液(yè)壓與氣壓系統(tong)正常工作的最(zui)基本也🥰是最🧑🏽‍🤝‍🧑🏻重(zhòng)要的裝置, 主要(yào)用來防止液體(tǐ)或氣體的洩漏(lou)。良好的密㊙️封是(shi)♊液壓系統能夠(gòu)傳遞動力、正常(chang)工作的保證。如(rú)果✉️密封不好, 将(jiang)會造成系統和(he)👄元件的洩漏加(jiā)大, 使系統壓力(li)和容積效率降(jiàng)低, 造成能量的(de)損失, 嚴重時會(huì)導緻液壓系統(tong)的油液外🈲洩污(wu)染環境☔, 因此正(zheng)确地設計液壓(ya)系統的連接管(guǎn)接頭及油🎯口的(de)密封形式非常(cháng)重要。

1 液壓系統(tǒng)密封裝置的要(yào)求

(1) 具有良好的(de)密封性, 即有适(shi)宜的彈性, 能補(bǔ)償所密⁉️封表面(mian)在💃🏻制造上的誤(wù)差與工作中的(de)磨損, 并随着壓(yā)力的增大自動(dòng)地提高🔴密封程(cheng)度;

(2) 具有良好的(de)穩定性, 即油液(yè)浸泡對其形狀(zhuàng)尺寸的變化♊影(ying)響要小, 溫度對(duì)其彈性和硬度(du)的變化影響也(ye)要小;

(3) 摩擦力小(xiao), 運動靈活, 工作(zuò)壽命長;

(4) 結構簡(jiǎn)單, 制造、使用、維(wei)修簡便。

2 密封件(jiàn)主要基礎材料(liào)

常用的液壓系(xi)統密封材料有(yǒu)以下幾種

(1) 丁腈(jīng)橡膠NBR耐油橡膠(jiao), 具有良好的彈(dàn)性與耐磨性, 工(gong)作溫度一般✍️為(wei)-20~100℃, 有一定的強度(du), 摩擦系數較大(da)。适用範圍:液壓(ya)油、脂肪油、碳氫(qīng)化合物潤滑油(yóu)、動植油、水✔️、丁烷(wán)、壓縮氣體等;

(2) 氟(fu)橡膠FKM耐高溫, 耐(nai)油橡膠, 工作溫(wen)度一般為-15~240℃, 有一(yī)定☂️的強度, 摩擦(cā)系數較大。适用(yong)範圍:油料、臭氧(yang)、惡劣天🔴氣、液🏃壓(yā)流體、化學溶劑(ji)、不易燃的油料(liào)和化學産品等(deng);

(3) 矽橡膠VMQ耐高、低(dī)溫且抗酸和弱(ruò)堿腐蝕, 絕緣性(xìng)能良好的♊橡膠(jiao), 工作溫度一般(bān)為-60~250℃。适用範圍:低(di)溫或高溫、惰性(xìng)氣體、酸和弱堿(jiǎn)、臭氧。

3 常用液壓(ya)管接頭密封油(you)口的類型

在工(gōng)程機械主機産(chan)品的液壓系統(tǒng)中常見的與管(guan)接頭相⚽配合的(de)油口有以下幾(ji)種類型:

3.1 公制、美(mei)制及英制螺紋(wen)柱端帶锪孔溝(gōu)槽的O形圈密封(feng)15°内倒🤟角油口結(jié)構

15°内倒角油口(kou)類型在液壓管(guǎn)路中的泵 (執行(háng)元件) 、馬達 (動力(lì)裝🔞置) 的進出油(yóu)口的設計方案(àn)中比較常用如(ru)圖1所示, 其螺紋(wén)形式由泵、馬達(da)的生産廠商根(gen)據不同标準, 公(gong)制螺紋(ISO 6149-1标準)、美(mei)制統一螺紋 (ISO 11926-1标(biāo)準) 、英制管螺紋(wén) (JIS B2351标準) 連接, 密封(feng)形式是采用O形(xíng)圈密封。

3.2 公制、英(ying)制螺紋柱端彈(dan)性密封圈或金(jīn)屬對金屬密封(fēng)的平油口結構(gou)

這種油口在液(ye)壓管路中的閥(fá)、合流塊、泵等靜(jìng)密封的進🥵出油(you)口的設計方案(àn)中常用, 如圖2所(suǒ)示。其加工過程(cheng)相對15°内倒角油(you)口比較簡便, 隻(zhī)是加工完内螺(luo)紋後, 再對油口(kǒu)锪平一個淺沉(chén)确保管接頭與(yǔ)油口💞密封面之(zhī)間的垂直☀️度要(yao)求, 使管接頭和(he)ED墊圈與油口的(de)锪平面完全貼(tiē)合, 形成密封, 減(jiǎn)少連接面的滲(shen)漏。

平油口的螺(luó)紋形式生産廠(chang)商根據不同标(biao)準, 有公制螺紋(wén)🌏 (GB/T 19674.1标準) 、英制管螺(luó)紋 (ISO1179-1标準)連接, 密(mì)封形式是采用(yòng)ED彈性密封圈密(mi)封🐉, 或用🈲管接頭(tou)與油口之間的(de)尖角密封。

圖2 平(ping)油口

3.3 英制錐管(guan)螺紋密封、美制(zhì)NPT錐管螺紋油口(kǒu)結構

(1) 英制55°牙型(xing)角錐管螺紋密(mì)封油口結構:也(ye)稱用螺紋密封(feng)的油口🔞, 如圖3所(suǒ)示。這種螺紋極(ji)限尺寸及公差(cha)符合GB/T 7306規定, 與管(guan)接頭🛀連接時不(bu)需加填料或使(shǐ)用密封介質就(jiu)能防止滲漏, 其(qí)中圓錐内螺㊙️紋(wén)油和圓錐⭕外螺(luó)紋接頭連接可(kě)在高溫及高壓(yā)下采用;

(2) 美制60°牙(ya)型角錐管螺紋(wen)NPT密封油口結構(gou):如圖3所示, 極限(xian)尺寸及公差符(fú)合GB/T 12716規定, 其主要(yao)用于燃油和潤(rùn)滑油管路接🥵頭(tou)的油口, 同時也(ye)适于高溫、高壓(ya)系統。

4 液壓系統(tǒng)密封的管接頭(tou)及油口端選擇(zé)

4.1 外螺紋接頭配(pèi)合O形圈密封

外(wai)螺紋接頭配合(hé)O形圈密封形式(shi), 如圖4所示。O形圈(quan)裝入液壓管接(jie)頭體後, 通過裝(zhuāng)配旋入油口15°内(nei)倒角受到壓縮(suo)後變形, 适用選(xuǎn)擇🔴的油口如圖(tu)1所示, 在設計此(cǐ)O形圈密封的接(jie)頭與油口時, 表(biao)面锪平沉孔、内(nei)倒😘角尺寸及螺(luó)紋深度的連接(jiē)配合至關重✔️要(yào)。

1) 油口平面沉孔(kǒng)及15°内倒角配合(he)要點

(1) 油口沉孔(kǒng)直徑:d2≥d7+2.2, 且d7>d5

(2) 油口沉(chén)孔深度:L3≤L5-0.5

表1 15°内倒(dao)角尺寸及配合(he)要點

) 15°内倒角與(yu)接頭配合要點(diǎn)

15°内倒角的直徑(jìng)一般小于管接(jie)頭圓台直徑, 深(shēn)度一般與螺距(ju)有✌️關, 見表1。

3) 螺紋(wen)深度配合要點(diǎn)

(1) 油口内螺紋攻(gōng)深:L4≥L6+0.5

(2) 油口加工孔(kǒng)鑽深:L2≥L4min+ (1.5~2) P

P———螺距

d1———螺紋(wen)直徑規格

d2———油口(kǒu)锪平沉孔直徑(jìng)

d5———油口15°内倒角的(de)直徑

d6———與油口配(pèi)合的管接頭圓(yuan)台直徑

L2———油口螺(luo)紋孔鑽深

L3———油口(kǒu)锪平沉孔深度(du)

L4———油口内螺紋攻(gōng)深

L5———與油口配合(hé)的管接頭六方(fang)下端面至圓台(tai)端面長度

L6———與油(you)口配合的管接(jiē)頭圓台下端面(mian)至外螺紋端面(miàn)長度

4.2 外螺紋配(pei)合ED密封

外螺紋(wén)配合ED密封形式(shi)如圖5所示, ED彈性(xing)密封圈是被廣(guǎng)泛應🏃🏻用👈于液壓(ya)系統的油口密(mi)封形式, 簡易的(de)外形使🏃🏻‍♂️其得以(yǐ)快速方便地安(an)裝, 與O形圈不同(tóng)的是ED彈性密封(feng)圈不會在溝槽(cáo)中扭曲變形。适(shì)用油口如圖2所(suǒ)示:在設計此ED密(mi)封的過渡接頭(tou)與油口密封時(shi), 表面锪平沉孔(kong)及螺紋深度的(de)連接配合尺寸(cun)至關重🛀要。

圖5 外(wài)螺紋配合ED密封(fēng)

1) 油口平面沉孔(kong)配合要點

(1) 油口(kou)沉孔直徑:d4≥d7+1.1

(2) 油口(kǒu)沉孔深度:L1L5 min-0.5

2) 螺紋(wen)深度配合要點(diǎn)

(1) 油口内螺紋攻(gong)深:L2≥L6

(2) 油口加工孔(kong)鑽深:L13≥L2 min+2P

d4———油口锪平(ping)沉孔直徑

d7———與油(you)口配合的管接(jiē)頭圓台直徑

L1———油(yóu)口锪平沉孔深(shen)度

L2———油口内螺紋(wén)攻深

L13———油口螺紋(wen)孔鑽深

4.3 法蘭面(miàn)帶O形圈溝槽的(de)密封

一般O形密(mi)封原理如圖6所(suǒ)示, O形圈裝入密(mi)封槽後, 其截面(miàn)受到🚶‍♀️壓縮後變(biàn)形。在無壓力時(shi), 靠O形圈的彈性(xìng)對接觸面産生(sheng)預接觸壓力, 實(shi)現初始密封, 當(dāng)密封📞腔充入有(yǒu)壓工作介質後(hòu);在壓力的作用(yòng)下, O形圈被擠向(xiang)溝槽的一側, 密(mì)封面上的接觸(chu)壓力上升, 提高(gāo)了密封效果。在(zai)動密封中🛀🏻, 當壓(yā)力大于10 MPa時, O形圈(quan)就會被擠入間(jian)隙中而損壞, 為(wei)此有時需要在(zai)O形圈低壓測設(she)置四氟乙烯✉️或(huò)尼龍制成的擋(dang)圈, 如圖7所示, 其(qi)厚度為1.25~2.5 mm。雙向受(shòu)高壓時, 兩側都(dou)要加擋⁉️圈, 且一(yi)般在活塞靜密(mì)封中運用較多(duo), 而法蘭是端面(miàn)密封, 不需加擋(dǎng)圈。

圖6 O形圈密封(feng)原理

圖7 O形圈密(mì)封擋圈設置

1) 法(fǎ)蘭面配合O形圈(quān)密封原理

這種(zhǒng)密封是用分離(li)式法蘭片和螺(luó)栓進行壓緊實(shi)現軸向‼️密封, 其(qí)密封件O形圈是(shi)受介質壓力後(hòu), 實現徑向💰變形(xing), 如圖8所示☀️。在實(shí)現密封時, 根據(jù)系統介質所産(chan)生壓力方💔向的(de)不同, 有受軸向(xiàng)内部和外部壓(yā)力之分, 此類密(mi)封在工程機械(xie)中大多數是在(zài)液壓系統中的(de)液壓泵、馬達的(de)進回油口的軸(zhou)向密封形式中(zhong)采用。

2) 法蘭面O形(xing)圈溝槽的設計(ji)

法蘭面密封形(xíng)式中O形圈在安(an)裝時, 必須保證(zheng)适當的預壓縮(suo)量, 過小不能密(mi)封, 過大則摩擦(ca)力增大, 且💛易于(yú)損壞。因此, 安裝(zhuang)O形圈的溝槽的(de)尺寸設計和表(biǎo)面精度需按相(xiang)🌈關标準和手冊(ce)給出的數據嚴(yan)格保證。

(1) 軸向密(mì)封 (受内部壓力(lì)) , 壓力從内測:O形(xíng)圈外徑壓縮📧, 如(rú)圖9的設計一般(ban)是以d9尺寸為作(zuo)為選配O形圈的(de)定🌈位尺寸, 其法(fǎ)蘭🤞溝槽🈲外徑🛀d9基(ji)本尺寸可按下(xia)式規定: