引(yin)言

密封裝(zhuāng)置是保證(zheng)液壓與氣(qi)壓系統正(zheng)常工作的(de)最基本也(ye)🙇‍♀️是最重要(yao)的裝置, 主(zhu)要用來防(fang)止液體或(huo)氣體的洩(xiè)漏。良好的(de)密封是液(ye)壓系統能(néng)夠傳遞動(dong)力、正常工(gōng)作的保證(zheng)。如果密封(fēng)不好, 将會(hui)造成系統(tong)和元件的(de)洩漏加大(dà), 使系統壓(yā)力💔和容積(jī)效率降低(di), 造成能量(liang)的損失, 嚴(yán)重時會導(dǎo)緻液壓系(xi)🈲統的油液(ye)外洩污染(rǎn)環境, 因此(ci)正确地設(shè)計🌈液壓系(xì)統的連接(jiē)管🔆接頭及(jí)油口的密(mi)封形式非(fēi)常重要。

1 液(ye)壓系統密(mì)封裝置的(de)要求

(1) 具有(yǒu)良好的密(mì)封性, 即有(you)适宜的彈(dan)性, 能補償(cháng)所密♋封🧑🏾‍🤝‍🧑🏼表(biǎo)面在☔制造(zao)上的誤差(cha)與工作中(zhong)的磨損, 并(bìng)随着壓力(li)的增大自(zì)動地😄提高(gao)密封程度(dù);

(2) 具有良好(hǎo)的穩定性(xìng), 即油液浸(jin)泡對其形(xíng)狀尺寸的(de)變⛱️化影響(xiang)要小, 溫度(dù)對其彈性(xing)和硬度的(de)變化影響(xiang)也要小;

(3) 摩(mo)擦力小, 運(yun)動靈活, 工(gōng)作壽命長(zhǎng);

(4) 結構簡單(dan), 制造、使用(yong)、維修簡便(biàn)。

2 密封件主(zhǔ)要基礎材(cai)料

常用的(de)液壓系統(tong)密封材料(liao)有以下幾(jǐ)種

(1) 丁腈橡(xiang)膠NBR耐油橡(xiang)膠, 具有良(liang)好的彈性(xing)與耐磨性(xing), 工作溫度(dù)一般為-20~100℃, 有(yǒu)一定的強(qiáng)度, 摩擦系(xì)數較大。适(shì)用範圍:液(yè)壓油、脂肪(fáng)油、碳氫化(hua)合物潤滑(hua)油、動植油(yóu)、水、丁烷、壓(ya)縮氣體等(deng);

(2) 氟橡膠FKM耐(nài)高溫, 耐油(you)橡膠, 工作(zuò)溫度一般(ban)為-15~240℃, 有一定(dìng)的💋強度, 摩(mo)擦系數較(jiào)大。适用範(fan)圍:油料、臭(chou)氧、惡劣天(tian)氣、液壓流(liu)體、化學溶(rong)劑、不🌈易燃(ran)的油料和(hé)化學産品(pǐn)😘等;

(3) 矽橡膠(jiao)VMQ耐高、低溫(wen)且抗酸和(hé)弱堿腐蝕(shí), 絕緣性能(néng)良好🔴的橡(xiang)膠♊, 工作溫(wen)度一般為(wei)-60~250℃。适用範圍(wéi):低溫或高(gāo)溫💛、惰性氣(qì)體、酸和弱(ruò)堿、臭氧。

3 常(cháng)用液壓管(guan)接頭密封(feng)油口的類(lèi)型

在工程(cheng)機械主機(ji)産品的液(ye)壓系統中(zhōng)常見的與(yǔ)管接頭相(xiàng)🍉配合的油(you)口有以下(xià)幾種類型(xíng):

3.1 公制、美制(zhi)及英制螺(luó)紋柱端帶(dai)锪孔溝槽(cao)的O形圈密(mì)🥰封15°内倒🐅角(jiǎo)油口結構(gòu)

15°内倒角油(you)口類型在(zài)液壓管路(lù)中的泵 (執(zhí)行元件) 、馬(ma)達 (動力裝(zhuāng)♌置) 的進出(chū)油口的設(shè)計方案中(zhōng)比較常用(yòng)如圖1所示(shi)🔞, 其螺紋形(xíng)式由🥰泵、馬(ma)達的生産(chan)廠商根據(ju)不同标準(zhun), 公制螺紋(wén)(ISO 6149-1标準)、美制(zhì)統一螺🏃🏻‍♂️紋(wén) (ISO 11926-1标準) 、英制(zhì)管螺紋 (JIS B2351标(biao)準) 連接, 密(mi)封形式是(shi)采用O形圈(quan)密封。

3.2 公制(zhi)、英制螺紋(wen)柱端彈性(xing)密封圈或(huò)金屬對金(jin)屬密封🐉的(de)平油口結(jie)構

這種油(you)口在液壓(yā)管路中的(de)閥、合流塊(kuài)、泵等靜密(mi)封的🌏進出(chū)油口的設(shè)計方案中(zhōng)常用, 如圖(tu)2所示。其加(jiā)工過程👈相(xiàng)對15°内倒角(jiao)油口比🐅較(jiao)簡便, 隻是(shi)加工完内(nèi)螺紋後, 再(zai)對油口锪(huō)平一個淺(qiǎn)沉确保管(guǎn)接頭與油(you)口密封面(miàn)之間的垂(chuí)直度要求(qiú), 使管接頭(tóu)和ED墊圈與(yu)油🧡口的锪(huō)平面完全(quan)貼合, 形成(cheng)密封, 減少(shǎo)連接面的(de)滲漏。

平油(yóu)口的螺紋(wén)形式生産(chan)廠商根據(ju)不同标準(zhun), 有公制💃🏻螺(luo)紋 (GB/T 19674.1标準) 、英(ying)制管螺紋(wén) (ISO1179-1标準)連接(jiē), 密封形式(shi)是采用ED彈(dàn)性密封圈(quān)🚩密封, 或用(yòng)管接頭與(yu)油口之間(jiān)的尖角密(mì)封。

圖2 平油(you)口

3.3 英制錐(zhui)管螺紋密(mì)封、美制NPT錐(zhuī)管螺紋油(you)口結構

(1) 英(ying)制55°牙型角(jiao)錐管螺紋(wen)密封油口(kǒu)結構:也稱(chēng)用螺紋密(mi)封☂️的油口(kǒu), 如圖3所示(shi)。這種螺紋(wén)極限尺寸(cùn)及公差符(fú)合GB/T 7306規定, 與(yǔ)管接頭連(lian)接時不需(xū)加填料或(huo)使用密封(fēng)介質就能(néng)防止滲漏(lòu), 其中圓錐(zhuī)内螺紋油(yóu)和圓錐外(wài)螺紋接🐆頭(tou)連接可在(zài)高溫及高(gao)壓下采用(yong);

(2) 美制60°牙型(xíng)角錐管螺(luo)紋NPT密封油(yóu)口結構:如(ru)圖3所示, 極(ji)限尺寸及(ji)公㊙️差符合(hé)GB/T 12716規定, 其主(zhǔ)要用于燃(ran)油和潤滑(hua)油管路接(jiē)頭的油口(kǒu), 同時也适(shì)于高溫、高(gao)壓系統。

4 液(ye)壓系統密(mi)封的管接(jiē)頭及油口(kou)端選擇

4.1 外(wài)螺紋接頭(tóu)配合O形圈(quan)密封

外螺(luo)紋接頭配(pei)合O形圈密(mi)封形式, 如(rú)圖4所示。O形(xíng)圈裝入液(ye)壓管接頭(tóu)體後, 通過(guò)裝配旋入(ru)油口15°内倒(dao)角受到壓(ya)縮後變形(xíng), 适用選擇(ze)的油口如(rú)圖1所示, 在(zài)設計此O形(xing)圈密封的(de)接頭與油(you)口時, 表面(miàn)锪平沉孔(kong)、内倒㊙️角尺(chi)寸及螺紋(wen)深度的連(lian)接配合至(zhì)關重🤩要。

1) 油(you)口平面沉(chén)孔及15°内倒(dǎo)角配合要(yao)點

(1) 油口沉(chén)孔直徑:d2≥d7+2.2, 且(qie)d7>d5

(2) 油口沉孔(kong)深度:L3≤L5-0.5

表1 15°内(nei)倒角尺寸(cùn)及配合要(yào)點

) 15°内倒角(jiao)與接頭配(pèi)合要點

15°内(nei)倒角的直(zhi)徑一般小(xiao)于管接頭(tou)圓台直徑(jing), 深度一般(bān)與螺距有(you)關, 見表1。

3) 螺(luó)紋深度配(pei)合要點

(1) 油(yóu)口内螺紋(wén)攻深:L4≥L6+0.5

(2) 油口(kou)加工孔鑽(zuan)深:L2≥L4min+ (1.5~2) P

P———螺距

d1———螺(luo)紋直徑規(guī)格

d2———油口锪(huō)平沉孔直(zhi)徑

d5———油口15°内(nei)倒角的直(zhí)徑

d6———與油口(kǒu)配合的管(guan)接頭圓台(tai)直徑

L2———油口(kou)螺紋孔鑽(zuan)深

L3———油口锪(huo)平沉孔深(shēn)度

L4———油口内(nei)螺紋攻深(shen)

L5———與油口配(pèi)合的管接(jie)頭六方下(xia)端面至圓(yuan)台端面長(zhǎng)度

L6———與油口(kǒu)配合的管(guǎn)接頭圓台(tái)下端面至(zhì)外螺紋端(duān)面👅長度

4.2 外(wai)螺紋配合(he)ED密封

外螺(luó)紋配合ED密(mì)封形式如(rú)圖5所示, ED彈(dan)性密封圈(quān)是被廣泛(fàn)應用于液(yè)壓系統的(de)油口密封(feng)形式, 簡易(yì)的外形使(shǐ)其得以快(kuài)🏃‍♂️速方便地(di)🌂安裝, 與O形(xíng)圈不同的(de)是ED彈👌性密(mì)封🙇‍♀️圈不會(hui)在溝槽中(zhōng)扭曲變形(xing)。适💁用油口(kou)如圖2所示(shì):在設計此(ci)ED密封的過(guo)渡接頭與(yǔ)油口密封(feng)時, 表🏃面锪(huo)平沉孔及(ji)螺紋深度(dù)的連接配(pei)合尺寸至(zhi)關重要。

圖(tú)5 外螺紋配(pei)合ED密封

1) 油(you)口平面沉(chén)孔配合要(yào)點

(1) 油口沉(chén)孔直徑:d4≥d7+1.1

(2) 油(yóu)口沉孔深(shēn)度:L1L5 min-0.5

2) 螺紋深(shēn)度配合要(yào)點

(1) 油口内(nèi)螺紋攻深(shen):L2≥L6

(2) 油口加工(gong)孔鑽深:L13≥L2 min+2P

d4———油(yóu)口锪平沉(chén)孔直徑

d7———與(yǔ)油口配合(hé)的管接頭(tou)圓台直徑(jing)

L1———油口锪平(píng)沉孔深度(du)

L2———油口内螺(luó)紋攻深

L13———油(yóu)口螺紋孔(kong)鑽深

4.3 法蘭(lán)面帶O形圈(quān)溝槽的密(mi)封

一般O形(xíng)密封原理(lǐ)如圖6所示(shi), O形圈裝入(ru)密封槽後(hou), 其截面受(shòu)到壓縮後(hòu)變形。在無(wú)壓力時, 靠(kào)O形圈的彈(dan)性☂️對接觸(chù)面🧡産生預(yù)接觸壓力(lì), 實現初始(shi)密封, 當密(mi)封腔充入(ru)⭐有壓工作(zuò)介質後;在(zai)壓力的作(zuò)用下, O形圈(quān)被擠向溝(gōu)槽的一側(cè), 密封面上(shàng)的♋接觸壓(yā)力上升, 提(tí)高💛了密封(fēng)效果😍。在動(dong)密封中☀️, 當(dāng)壓力大于(yú)10 MPa時, O形圈就(jiù)會被擠入(rù)間隙中而(er)損壞, 為此(ci)有時需要(yao)在O形圈低(dī)壓測設置(zhì)四氟乙烯(xi)或尼龍制(zhì)成的擋圈(quan), 如圖7所示(shì), 其厚度為(wei)1.25~2.5 mm。雙向受高(gāo)壓時, 兩側(cè)都要加擋(dang)圈👉, 且一般(bān)在活塞靜(jing)密封中運(yun)用較多, 而(ér)法蘭是端(duān)面密封🚶, 不(bu)需加擋圈(quan)。

圖6 O形圈密(mi)封原理

圖(tu)7 O形圈密封(fēng)擋圈設置(zhi)

1) 法蘭面配(pèi)合O形圈密(mì)封原理

這(zhe)種密封是(shi)用分離式(shi)法蘭片和(he)螺栓進行(hang)壓緊實現(xiàn)軸向🌐密封(feng), 其密封件(jian)O形圈是受(shòu)介質壓力(lì)後, 實現徑(jing)向變形, 如(rú)圖🥰8所示🛀。在(zài)實現密封(feng)時, 根據系(xi)統介質❄️所(suo)産生壓力(lì)方向的不(bu)同, 有受軸(zhou)向内部和(hé)外部壓力(li)之分, 此類(lèi)密封在💰工(gong)程機械中(zhōng)大多數❌是(shì)在液壓系(xi)統中的液(ye)壓泵、馬達(dá)的進回油(yóu)口的軸向(xiang)密封形式(shì)中采用。

2) 法(fa)蘭面O形圈(quān)溝槽的設(shè)計

法蘭面(mian)密封形式(shi)中O形圈在(zài)安裝時, 必(bi)須保證适(shì)當🛀的預壓(ya)縮量, 過小(xiǎo)不能密封(fēng), 過大則摩(mo)擦力增大(da), 且🍓易于損(sun)壞。因此, 安(ān)裝㊙️O形圈的(de)溝槽的尺(chǐ)寸設計和(he)表面精度(dù)需按相關(guan)标準和手(shǒu)冊給出的(de)數據嚴格(gé)保證。

(1) 軸向(xiang)密封 (受内(nei)部壓力) , 壓(yā)力從内測(ce):O形圈外徑(jing)壓縮, 如圖(tú)9的🙇‍♀️設計一(yi)般是以d9尺(chi)寸為作為(wei)選配O形圈(quan)的定🈲位尺(chǐ)寸, 其法蘭(lan)溝槽外徑(jing)d9基本尺寸(cun)可按下式(shi)規定: