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液壓密封件的設計與選用
來源：東莞市東晟密封件科技有限公司 - m.chbabys.com更新時間：2015-08-20
液壓油缸是液壓系統中最終完成作業的一個重要的執行元件，液壓油缸由缸筒、活塞、活塞桿、缸蓋、密封件等組成；密封件在油缸中的作用是防止工作介質的泄漏及外界灰塵和異物的侵入。外漏會造成工作介質的浪費，污染機器和環境，甚至引起機械操作失靈及設備人身事故；內漏會引起液壓系統容積效率急劇下降，達不到所需的工作壓力，甚至不能正常工作；侵入系統中的灰塵顆粒，會引起和加劇液壓元件的磨損，進一步導致泄漏。現代液壓系統對密切件的要求極高，它的工作可靠性和使用壽命，是衡量液壓系統好壞的一個重要指標。
關于液壓密封件分類：
被密封的部位是在兩個需要密封的機械偶合面之間。通常根據此偶合面在機器運轉時有無相對運動，可把液壓密封件分為動密封和靜密封兩大類。再按照密封件的制造材料、安裝方式、結構形式等進一步分成不同的小類：靜密封中有非金屬靜密封（O型密封圈、橡膠墊片、聚四氟乙烯帶等），半金屬密封（組合密封墊圈），金屬靜密封（金屬密封墊圈），液態靜密封（密封膠）；動密封中有自封式壓緊型密封（O型密封圈、滑環組合密封圈、異形密封圈等），自封式自緊型密封（U型密封圈、組合U型密封圈、V型組合密封圈、復合唇形密封圈、雙向組合唇形密封圈等），活塞環密封（活塞環），機械密封（機械密封圈），油封（旋轉骨架油封、高壓油封、黃油封等），防塵密封（防塵圈、骨架防塵圈）。
關于密封原理：
除了間隙密封外，都要使用密封件，使相鄰兩個偶合表面間的間隙控制在需要密封的液體能通過的最小間隙以下。此最小間隙由液體的壓力、表面張力（粘度）、分子最等決定。自封式壓緊密封，其作用是通過壓緊力（預壓縮力和介質工作壓力所產生的）所得的密封件與偶合件間的接觸壓力（它自動隨著介質工作壓力的增加而增高），使密封圈在密封面上磨合，以阻塞泄漏通路，達到密封的目的；自封式自緊型密封（唇形密封）則是利用密封圈自身變形所產生的反力，進行初始密封，在介質壓力作用下，撐開密封唇緣，使之緊貼偶合表面，其接觸的壓力，亦隨介質工作壓力的增加而增高，以達到密封的作用。
關于選用原則：液壓密封件及密封裝置的設計或選用原則：
①基本要求：
A、在工作壓力下，應具有良好的密封性能，并隨著壓力的增加能自動提高其密封性能，即泄漏在高壓下沒有明顯的增加；B、液壓密封件長期在流體介質中工作，必須保持材質特性的穩定；C、密封的動、靜縻擦阻力要小，縻擦系數要穩定，不能出現運動偶件卡住或運動不均勻等現象；D、磨損小，使用壽命長；E、制造簡單，拆裝方便，成本低廉。
②影響密封性能的因素：
A、工作介質的種類；B、使用油溫（以密封部位的溫度為準）；C、使用壓力的大小和波形；D、密封偶合面的滑移速度；E、擠出間隙的大小；F、密封件與偶合面的偏心程度；G、密封偶合面的粗糙度、密封件和安裝槽的形式、結構、尺寸、位置等。
③設計選用原則：
液壓密封件的選擇方法，首先要根據密封設備的使用條件和要求，如負載情況、工作壓力及速度大小和變化情況、使用環境以及對密封性能的具體要求等，正確選擇與之相匹配的密封結構型式；然后再根據所用工作介質種類和使用溫度，合理選擇密封件材料；此外在具有塵埃和雜質的環境中使用密封裝置時，還必須根據污染情況和對防塵的要求，選擇合適的防塵圈。
④設計選用標準：
在液壓密封件的選用和設計時，應盡量選用國際標準ISO、中國國家標準GB、德國工業標準DIN和日本工業標準JIS等。
關于密封材料：①密封材料的使用要求：
A、在工作介質中有良好的穩定性，即體積變化小（不易膨脹及收縮）、難溶解、軟化和硬化；B、在工作介質中壓縮恢復性大，永久變形小；C、有適當的機械強度和硬度，受工作介質影劇后，其變化小；D、耐熱性、耐寒性及吸振性能好；E、耐磨性好，縻擦系數小；F、材料密實；G、具有與密封面貼合的柔軟性和彈性；H、耐臭氧性和耐老化性好，經久耐用；I、易制造加工，價格便宜。
②常用密封材料的種類和性能：
在液壓系統中，常用的密封材料目前以合成橡膠和合成樹脂為主，其中合成橡膠是主要的密封材料，它具有密封材料所必需的優良彈性和機械強度，又有較好的耐油性和耐熱性，因此，其應用范圍十分廣泛；在超出橡膠材料規定的溫度和耐化學腐蝕的條件下，不能使用合成橡膠時，可采用填充聚四氟乙烯等合成樹脂材料；在高溫、高壓下，合成橡膠和合成樹脂材料都無法使用時，則使用金屬材料。在我們現場作業時,對密封件的要求要比一次裝配<新機組張>的時候要求要高:在二次裝配<保養更換>的時,機械的精度和油的清潔度都沒有原來的好,密封件的使用環境越來越惡劣,再加上更換密封件的工作強度,所以在先用和裝配密封件時,應該高度重視!
在選用和安裝時應該注意:
1.結合設備的使用工況來選<參照有關資料>型號。
2.盡量選用正品。
3.在條件許可的情況下改進<有些機械在當初就存在設計問題>其裝配樣式<比喻在桿封的位置加裝泄油導流管>。
4.嚴格要求按正規的裝配步驟,減少不良裝配所引起的泄漏。
油缸設計、加工、安裝注意事項
1、油缸的加工精度
實驗證明，與油封接觸的運動工作表面，表面粗糙度Ra超過0.8um。油封的泄漏量和磨損值將直線上升，故建議運動工作表面粗糙度為Ra0.1~0.8um。 為保證PU的密封性能，避免在裝配過程中損傷密封件，在液壓缸的設計和安裝中應考慮到以下幾個方面：
2、缸筒
材質：一般以碳鋼，低壓系統及磨擦條件較好的場合可用鋁合金、青銅、不銹鋼等。
內表面質量及粗糙度：內表面一般都需珩磨、拋光或滾壓，要求達到Ra0.1~0.8um的粗糙度，且不得有縱橫向刀紋。
3、活塞桿
材質：一般為碳鋼、鍍鉻鋼，低壓系統及磨擦條件較好的場合可用鋁合金、青銅、不銹鋼等。
表面質量及粗糙度：要求粗糙度為Ra0.2~0.4um，熱處理后表面鍍硬鉻。
工程機械用液壓缸的活塞桿有可能被砂石劃傷，要求其表面硬度在HRC60以上。
4、油封安裝溝槽
結構形式：可分為整體式溝槽和分體式溝槽。
橡膠液壓密封件
橡膠材料是液壓密封件最常使用的一種材料。它具有很好的抗礦物油，抗水性能。并可根據要求制成不同的硬度，不同的形狀。橡膠材料可硫化成形，注射成形，切削加工成形。并加纖維和棉線，來擴展它的使用范圍。
橡膠密封件主要有U形圈，L形圈和V形圈。由于液壓的使用壓力越來越高，要求的密封可靠性，使用壽命都在提高。橡膠密封為了滿足這些要求，近二十年來在制作工藝、材料方面、密封唇口設計、密封結構上都作了很大的改進。
