作者:李海英 張萬福
(河北宣化工程機械股份有限公司研究所)
唇形密封件的密封原理是,依靠密封件唇口與配合面之間的過盈量和工作介質的壓力使密封件產生彈性變形,以封堵相對運動兩零件之間的間隙,達到密封的目的。圖1是U形往復運動密封件裝配和接觸壓力的分布示意圖,密封件裝入安裝槽時內唇口與桿件相接觸發生變形,當液壓油加壓后其整個滑動面與桿件的表面完全貼合在一起。
1 密封件漏油的原因
(1)密封件硬化、破裂
密封材料與油液不匹配可造成密封件硬化、破裂。為確保油液的性能,油中添加了含磷、硫、氯等油溶性有機化合物,但這些化合物受熱分解后產生的氣體與橡膠發生作用,使橡膠硬化、破裂,從而造成密封件漏油。因此應根據液壓油的種類,選用與之相匹配的耐油橡膠密封件,如丁腈橡膠雖耐油性很好,但對磷酸醋類液壓油就不適應,如果改為氟橡膠,其密封性將得到改善。
油液變質也可使密封件損壞,從而造成漏油。外界污染物進入油液,使油液變質,導致密封件硬化、破裂,故應按時更換新油和濾油器。
高速、高壓可造成油液高溫,使密封件損壞。應控制系統溫度,必要時選用耐高溫材料的密封件,如氟橡膠密封件等。
(2)唇頂部有切口、凹痕及滑動面有劃傷
裝配密封件時沒有使用專用工具,或長期懸掛在鐵絲上存放,均會造成密封件損壞而漏油。圖2為U形密封件從唇部安裝時采用的工裝,它能有效地避免密封件的唇頂被損傷。
當配合面的倒角不當時,可在軸肩倒150~30°角,以避免密封件損傷;如果因結構限制不能倒角時,應在裝配時使用專用套筒等工裝。
顆粒性雜質進入系統后,附著在密封件的配合面上,會造成密封件受損。應按時更換新油,定期清潔和更換濾油器,以避免密封件劃傷。
(3)唇口有裂紋
背壓偏高、速度過高、脈沖壓力頻率過大,都會造成唇口開裂。可增加支承5和緩沖裝置,從而保護密封件免受損壞。
(4)密封件滑動面磨損
微動時低壓過高或行程過小,均會使油膜破裂、潤滑不足,造成表面鏡面磨損,應改進密封件結構,增加抗磨環(見圖3);側壓過大,使抗磨環或活塞、軸承側向負茍過大,導致軸承磨損不均,若抗磨環不適合,也會造成滑動面不均勻磨損,應當更換抗磨環;軸的偏心過大,使油封安裝孔與軸線不同心,活塞桿與缸頭、液壓缸缸筒和活塞的偏心值超出允許值,使密封件不均勻磨損,從而造成漏油。此時,應重新調整,使偏心量在允許的范圍內。此外,配合面粗糙度大,會造成密封件磨損量增大。實踐證明,軸表面粗糙度Ra=0.8~1.6μm、孔的表面粗糙度Ra=0.8~3.2μm時,就會使密封件達到合理的壽命。
(5)密封件溶脹
油液與密封材料不匹配,使密封件軟化溶脹;清洗液選用不當,如用清洗液及汽油浸漬清洗密封件,密封件上的清洗殘留液使其溶脹。
(6)密封件燒焦、碳化
采用U形、Y形、V形等密封時,空氣會積聚在內外唇間的空谷部,開始運動時油未將空氣排盡,空氣很快被壓縮產生高溫,造成密封件部分被燒焦、碳化,從而漏油。為此,在液壓缸啟動前盡量排盡缸內的空氣,不要立即高速運動,裝配時須在密封件的谷部加滿潤滑脂,以防止空氣積累,另外采用組合密封件也可有效避免其燒焦損壞。
(7)跟部擠出
如果密封件所受壓力與其背后的間隙不相適應,或支承環使用不當,會使密封件的跟部進入間隙而損壞,從而造成漏油(見圖4)。合理設置支承環可防止密封件跟部被擠出(見圖5)。
圖5
2 預防漏油的主要措施
(1)若低壓時漏油而高壓有時不漏,說明裝配溝槽表面的粗糙度大,應按照標準推薦的表面粗糙度加工裝配表面。選用低硬度的密封材料也可彌補溝槽表面粗糙度的不足。
(2)如果每一個行程都漏出幾滴油,說明防塵密封件的唇口已刮掉了油膜,應更換劇油量較小的防塵圈。
(3)若低溫時漏油而高溫時不漏油,則可能是缸頭偏心或密封材料不當。活塞桿與缸頭、液壓缸缸筒和活塞的偏心量已超出允許值,均會導致密封件漏油,此時應重新調整,以減少偏心量,消除因偏心造成的間隙;密封件材料不適合低溫環境時,應更換耐低溫的密封件。
在實際維修時并不是某一因素單獨存在,往往是幾種原因同時起作用,因此維修時必須綜合考慮。
來源:《工程機械與維修》 2007年03期