1、油缸的加工精度
實(shí)驗(yàn)證明,與油封接觸的運(yùn)動(dòng)工作表面,表面粗糙度Ra超過0.8μm,油封的泄漏量和磨損值將直接上升,故建議運(yùn)動(dòng)工作表面粗糙為Ra0.1~0.8μm.為保證橡塑復(fù)合密封的密封性能,避免在裝配過程中損傷密封件,在液壓油缸的設(shè)計(jì)和安裝中應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面
1):缸筒
a:材質(zhì):一般為碳鋼,低壓系統(tǒng)及摩擦條件較好的場(chǎng)合可用鋁合金,青銅,不銹鋼等
b:被表面質(zhì)量及粗造度:內(nèi)表面一般都需進(jìn)行珩磨,拋光或滾壓,要求達(dá)到Ra0.1~0.8μm的粗造度,且不得縱橫向刀紋。
2)活塞桿
a:材質(zhì):一般為碳鋼,鍍鉻剛,低壓系統(tǒng)及摩擦條件好的場(chǎng)合可使用鋁合金,青銅,不銹鋼等。
b:表面質(zhì)量及粗糙度:要求粗造度為Ra0.2~0.4μm,熱處理后表面鍍硬鉻。工程機(jī)械用液壓油缸的活塞桿有可能被砂石劃傷,要求其表面硬度在HRC60以上。
c:油封的安裝溝槽
d:局部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
e:耐磨環(huán)滑動(dòng)配合間隙f和油封擠出縫隙。
2、溫度
低溫會(huì)使橡塑復(fù)合密封彈性降低,造成泄漏,甚至整個(gè)油封變得發(fā)硬發(fā)脆。高溫會(huì)使油封體積膨脹,變軟,造成運(yùn)動(dòng)時(shí)油封摩擦阻力迅速增加和耐壓能力降低。建議橡塑復(fù)合密封連續(xù)工作溫度范圍-10~+80℃。
3、工作壓力
油封有最低啟動(dòng)壓力要求。低壓工作須選用低摩擦性能.氣動(dòng)阻力小的油封。在2.5Mpa以下,橡塑復(fù)合密封并不合適,高壓時(shí)要考慮密封受壓情況,需用防擠出擋圈溝槽加工方面也有特殊要求。
4、運(yùn)動(dòng)速度
運(yùn)動(dòng)速度很低(≤0.03/s),要考慮設(shè)備運(yùn)行的平穩(wěn)性和是否出現(xiàn)爬行現(xiàn)象。運(yùn)動(dòng)速度很高(≥0.8m/s)時(shí),器潤滑作用的油墨可能被破壞,密封因得不到很好的潤滑作用而摩擦發(fā)熱,導(dǎo)致壽命大大降低。建議橡塑符合密封在0.3m/s~1.2m/s速度范圍內(nèi)工作比較適宜。
5、工作介質(zhì):
除了嚴(yán)格按照生產(chǎn)廠家的推薦意見選取工作介質(zhì)外,保持工作介質(zhì)的清潔至關(guān)重要。油液的老化或污染不僅會(huì)使系統(tǒng)中的元件發(fā)生故障,加快油封的老化和磨損,而且其中的贓物可能劃傷或嵌入密封,使密封失效。因此,因此必須定期的檢查油封品質(zhì)及其清潔度,并按設(shè)備的維護(hù)規(guī)范更換濾油器或油液。在油缸里油液中殘留空氣徑高壓縮會(huì)產(chǎn)生高溫使油封燒壞,甚至碳化。為避免這種情況發(fā)生,在液壓系統(tǒng)運(yùn)行初始時(shí),應(yīng)進(jìn)行排氣處理。液壓油缸也應(yīng)在低壓慢速運(yùn)行數(shù)分鐘,確認(rèn)已排完油液中殘留空氣,方可正常工作。
6、液壓沖擊
產(chǎn)生液壓沖擊的因素很多,如挖掘機(jī)挖斗突然碰到石頭,吊機(jī)起吊或放下重物的瞬間。除外在因素外,對(duì)于高壓大流量液壓系統(tǒng),執(zhí)行元件(液壓油缸或液壓馬達(dá))換向時(shí),如果換向閥性能不太好,很容易產(chǎn)生液壓沖擊。液壓沖擊產(chǎn)生的瞬間高壓可能是系統(tǒng)工作壓力的幾倍,這樣高的壓力在極短時(shí)間內(nèi)會(huì)將油封撕裂或?qū)⒕植烤砣腴g隙之內(nèi),造成嚴(yán)重?fù)p壞。一般有液壓沖擊的油缸應(yīng)在活塞桿上安裝緩沖環(huán)和擋圈。緩沖環(huán)裝在油封的前面吸收大部分沖擊壓力,擋圈防止油封在高壓下擠入間隙,根部被咬壞。
7、側(cè)向負(fù)載
活塞上一般必須裝支撐環(huán),以保證油缸能承受較大的負(fù)載。密封件和支撐環(huán)起完全不同的作用,密封件不能代替支撐環(huán)負(fù)載,有側(cè)向力的液壓油缸,必須加承載能力強(qiáng)的支撐環(huán),(重載時(shí)可用金屬環(huán))以防油封在偏心的條件下工作引起泄漏和異樣磨損。
1)使用閥門時(shí),往往根據(jù)具體情況,更換原帶墊片。常有墊片有:橡膠平墊片、橡膠O形圈、塑料平墊片、聚四氟乙烯包墊片、石棉橡膠墊片、金屬平墊片、金屬異形墊片、金屬包皮墊片、波形墊片、纏繞墊片等。
2)橡膠平墊片:變形容易,壓緊時(shí)不費(fèi)力,但耐壓、耐溫能力都較差,只用于壓力低、溫度不高的地方。天然橡膠有一定耐酸堿性能,使用溫度不宜超過60℃;氯丁橡膠也能耐某些酸堿,使用溫度80℃;丁腈橡膠耐油,可用至80℃;氟橡膠耐腐蝕性能很好,耐溫性能也比一般橡膠強(qiáng),可在150℃介質(zhì)中使用。
3)橡膠O形圈:斷面形狀是正圓,有一定的自緊作用,密封效果比平墊片好,壓緊力更小。
4)塑料平墊片:塑料的最大特點(diǎn)是耐腐蝕性好,大部分塑料耐溫性能不好。聚四氟乙烯為塑料之冠,不但耐腐蝕性能優(yōu)異,而且耐溫范圍比較寬闊,可在-180℃~+200℃之內(nèi)長(zhǎng)期使用。
5)聚四氟乙烯包墊片:為了充分發(fā)揮聚四氟乙烯的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)彌補(bǔ)它彈性較差的缺點(diǎn),做成聚四氟乙烯包裹橡膠或石棉橡膠的墊片。這樣,既同聚四氟乙烯平墊片一樣耐腐蝕,又有良好的彈性,增強(qiáng)密封效果,減小壓緊力。
6)石棉橡膠墊片:由石棉橡膠板剪成。它的組分是60-80%的石棉和10-20%的橡膠,以及填充劑、硫化劑等。它有很好的耐熱性、耐冷性、化學(xué)穩(wěn)定性,而且貨源豐富,價(jià)格便宜。使用時(shí),壓緊力不必很大。由于它能粘附金屬,所以最好表面涂一層石墨粉,以免拆卸時(shí)費(fèi)勁。石棉橡膠板有四種顏色:灰色,用于低壓(耐壓≤16公斤/平方厘米,耐溫200℃);紅色,用于中壓(耐壓可達(dá)40公斤/平方厘米,耐溫350℃);紫紅色,用于高壓(耐壓100公斤/平方厘米耐溫450℃);綠色,用于油類,耐壓性能也很好。
7)金屬平墊片:鉛,耐溫100℃;鋁430℃;銅315℃;低碳鋼550℃;銀650℃;鎳810℃;蒙乃爾(鎳銅)合金810℃,不銹鋼870℃。其中鉛耐壓能力較差,鋁可耐64公斤/平方厘米,其他材料可耐高壓。
8)金屬異形墊片:透鏡墊片:有自緊作用,使用于高壓閥門。橢圓形墊片:也屬于高壓自緊墊片。錐面雙墊片:用于高壓內(nèi)自緊密封。此外,還有方形、菱形、三角形、齒形、燕尾形、B形、C形等,一般只在高中壓閥門中使用。
9)波形墊片:具有壓緊力小,密封效果好的特點(diǎn)。常采用金屬與非金屬組合的形式。
10)金屬纏繞墊片:是把很薄的金屬帶和非金屬帶緊貼在一起,纏繞成多層的圓形,斷面呈波浪狀,有很好的彈性和密封性。金屬帶可用08鋼、0Cr13、1Cr13、2Cr13、1Cr18Ni9Ti、銅、鋁、鈦、蒙乃爾合金等制作。非金屬帶材料有石棉、聚四氟乙烯等。
11)金屬包覆墊片:金屬既有良好的耐溫耐壓性能,又有良好的彈性。包覆材料有鋁、銅、低碳鋼、不銹鋼、蒙乃爾合金等。里面填充材料有石棉、聚四氟乙烯、玻璃纖維等。
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