引言

密封裝置(zhi)是保證液壓與(yǔ)氣壓系統正常(chang)工作的最基本(ben)也🈲是最重要的(de)裝置, 主要用來(lai)防止液體或氣(qì)體的洩漏。良好(hǎo)👉的密封是液壓(ya)系統能夠傳遞(dì)動力、正常工🐕作(zuò)的保證。如果密(mì)封不好, 将會🔞造(zào)成系統和🔆元件(jian)的洩漏加大, 使(shǐ)系統壓力和容(rong)積效率降低, 造(zào)成能量的損失(shī), 嚴重時會導緻(zhi)液壓系統的油(yóu)液外洩污染環(huán)境✏️, 因此正确地(dì)設計液壓系統(tǒng)的連接管接頭(tou)及油口的密封(fēng)形式非常重要(yào)。

1 液壓系統密封(feng)裝置的要求

(1) 具(jù)有良好的密封(feng)性, 即有适宜的(de)彈性, 能補償所(suǒ)密封表🔆面在制(zhi)造上的誤差與(yu)工作中的磨損(sun), 并随着壓力的(de)增🌈大自動地提(ti)高密封程度;

(2) 具(ju)有良好的穩定(dìng)性, 即油液浸泡(pào)對其形狀尺寸(cun)的變化影響要(yao)小, 溫度對其彈(dàn)性和硬度的變(biàn)化影響🤩也要小(xiǎo);

(3) 摩擦力小, 運動(dòng)靈活, 工作壽命(mìng)長;

(4) 結構簡單, 制(zhì)造、使用、維修簡(jiǎn)便。

2 密封件主要(yao)基礎材料

常用(yòng)的液壓系統密(mi)封材料有以下(xià)幾種

(1) 丁腈橡膠(jiao)NBR耐油橡膠, 具有(you)良好的彈性與(yǔ)耐磨性, 工作溫(wen)度一般為-20~100℃, 有一(yi)定的強度, 摩擦(cā)系數較大。适用(yòng)範圍:液壓油、脂(zhī)肪油、碳氫化合(he)物潤滑油、動植(zhi)油、水、丁烷、壓縮(suō)氣體等;

(2) 氟橡膠(jiao)FKM耐高溫, 耐油橡(xiàng)膠, 工作溫度一(yī)般為-15~240℃, 有一定的(de)強度, 摩擦系數(shù)較大。适用範圍(wei):油料、臭氧、惡劣(lie)天🐉氣、液壓流體(ti)、化學溶劑、不易(yi)燃的油料和化(hua)學産品等;

(3) 矽橡(xiang)膠VMQ耐高、低溫且(qiě)抗酸和弱堿腐(fu)蝕, 絕緣性能良(liáng)好🥰的橡🤟膠, 工作(zuo)溫度一般為-60~250℃。适(shi)用範圍:低溫或(huo)高溫、惰性氣體(tǐ)、酸和弱堿、臭氧(yang)。

3 常用液壓管接(jiē)頭密封油口的(de)類型

在工程機(ji)械主機産品的(de)液壓系統中常(chang)見的與管接頭(tou)相配合的油口(kou)有以下幾種類(lei)型:

3.1 公制、美制及(jí)英制螺紋柱端(duān)帶锪孔溝槽的(de)O形圈密封15°内倒(dǎo)角油口結構

15°内(nei)倒角油口類型(xíng)在液壓管路中(zhong)的泵 (執行元件(jiàn)) 、馬達 (動力裝置(zhi)) 的進出油口的(de)設計方案中比(bi)較常用如圖1所(suǒ)示, 其螺紋形⁉️式(shì)由泵、馬達的生(sheng)産廠商根據不(bu)同标🐕準, 公制螺(luo)紋(ISO 6149-1标準)、美制❗統(tǒng)一螺紋 (ISO 11926-1标準) 、英(ying)制管螺紋 (JIS B2351标準(zhǔn)) 連接, 密封形式(shi)是采用O形圈密(mì)封。

3.2 公制、英制螺(luó)紋柱端彈性密(mi)封圈或金屬對(duì)金屬密封的平(píng)油口結構

這種(zhǒng)油口在液壓管(guan)路中的閥、合流(liu)塊、泵等靜密封(fēng)的進出💘油口的(de)設計方案中常(cháng)用, 如圖2所示。其(qi)加工過程🤩相對(dui)⭐15°内倒角油口比(bi)較簡便, 隻是加(jia)工完内螺紋後(hòu), 再對油口锪平(ping)一個淺沉确保(bao)管接頭與油口(kou)密封面之間的(de)垂直度要求, 使(shǐ)🍉管接頭和ED墊圈(quan)與油口的锪平(ping)面完全貼合, 形(xíng)成密封, 減少連(lian)接面的滲🌍漏。

平(ping)油口的螺紋形(xíng)式生産廠商根(gen)據不同标準, 有(you)公制⭕螺紋 (GB/T 19674.1标準(zhǔn)) 、英制管螺紋 (ISO1179-1标(biao)準)連接, 密封形(xíng)式是采用ED彈性(xing)密封圈密封, 或(huò)用管接頭與油(yóu)口之間的尖角(jiao)密封。

圖2 平油口(kǒu)

3.3 英制錐管螺紋(wén)密封、美制NPT錐管(guǎn)螺紋油口結構(gòu)

(1) 英制55°牙型角錐(zhui)管螺紋密封油(you)口結構:也稱用(yòng)螺紋密封的油(yóu)口, 如圖3所示。這(zhe)種螺紋極限尺(chi)寸及公差符合(he)GB/T 7306規定✉️, 與管接頭(tóu)❄️連接時不需加(jia)填料或使用密(mì)封介質📐就能防(fang)止滲漏, 其中圓(yuán)錐内螺紋油和(hé)圓錐外螺紋接(jie)頭連接可🧡在高(gao)溫及高壓下采(cai)🈲用;

(2) 美制60°牙型角(jiao)錐管螺紋NPT密封(fēng)油口結構:如圖(tu)3所示, 極限🌂尺寸(cun)及公差符合GB/T 12716規(gui)定, 其主要用于(yu)燃油和潤滑油(you)管路接✏️頭的油(you)口, 同時也适于(yu)高溫、高壓系統(tong)。

4 液壓系統密封(fēng)的管接頭及油(you)口端選擇

4.1 外螺(luo)紋接頭配合O形(xíng)圈密封

外螺紋(wen)接頭配合O形圈(quān)密封形式, 如圖(tú)4所示。O形圈裝入(ru)液壓管接⚽頭體(ti)後, 通過裝配旋(xuán)入油口15°内倒角(jiǎo)受到壓縮後🥵變(bian)形, 适用選擇的(de)油口如圖1所示(shi), 在設計此O形圈(quan)密封的接頭與(yǔ)油口時, 表面锪(huō)平沉孔、内倒角(jiao)尺寸及螺紋深(shēn)度的連接配合(hé)至關重要。

1) 油口(kǒu)平面沉孔及15°内(nèi)倒角配合要點(diǎn)

(1) 油口沉孔直徑(jìng):d2≥d7+2.2, 且d7>d5

(2) 油口沉孔深(shēn)度:L3≤L5-0.5

表1 15°内倒角尺(chǐ)寸及配合要點(dian)

) 15°内倒角與接頭(tóu)配合要點

15°内倒(dao)角的直徑一般(bān)小于管接頭圓(yuan)台直徑, 深度一(yi)般與螺距有關(guan), 見表1。

3) 螺紋深度(dù)配合要點

(1) 油口(kǒu)内螺紋攻深:L4≥L6+0.5

(2) 油(you)口加工孔鑽深(shēn):L2≥L4min+ (1.5~2) P

P———螺距

d1———螺紋直徑(jìng)規格

d2———油口锪平(píng)沉孔直徑

d5———油口(kǒu)15°内倒角的直徑(jing)

d6———與油口配合的(de)管接頭圓台直(zhí)徑

L2———油口螺紋孔(kong)鑽深

L3———油口锪平(píng)沉孔深度

L4———油口(kǒu)内螺紋攻深

L5———與(yǔ)油口配合的管(guan)接頭六方下端(duān)面至圓台端面(miàn)長度

L6———與油口配(pei)合的管接頭圓(yuan)台下端面至外(wai)螺紋端面長度(dù)

4.2 外螺紋配合ED密(mi)封

外螺紋配合(hé)ED密封形式如圖(tú)5所示, ED彈性密封(fēng)圈是被㊙️廣泛應(yīng)用♌于🌈液壓系統(tong)的油口密封形(xíng)式, 簡易的外形(xing)使其得以快👣速(su)方便地安裝, 與(yu)O形圈不同的是(shì)ED彈性密封圈不(bu)會在溝槽中扭(niu)曲變形。适用油(you)口如圖2所示:在(zai)設🎯計此ED密封的(de)過渡接頭與油(you)口密封時, 表面(mian)锪平沉孔及螺(luó)紋深度的連接(jie)配合尺寸至關(guan)重要。

圖5 外螺紋(wén)配合ED密封

1) 油口(kǒu)平面沉孔配合(he)要點

(1) 油口沉孔(kong)直徑:d4≥d7+1.1

(2) 油口沉孔(kǒng)深度:L1L5 min-0.5

2) 螺紋深度(du)配合要點

(1) 油口(kǒu)内螺紋攻深:L2≥L6

(2) 油(you)口加工孔鑽深(shēn):L13≥L2 min+2P

d4———油口锪平沉孔(kǒng)直徑

d7———與油口配(pèi)合的管接頭圓(yuan)台直徑

L1———油口锪(huo)平沉孔深度

L2———油(yóu)口内螺紋攻深(shen)

L13———油口螺紋孔鑽(zuàn)深

4.3 法蘭面帶O形(xíng)圈溝槽的密封(feng)

一般O形密封原(yuán)理如圖6所示, O形(xíng)圈裝入密封槽(cao)後, 其截面🏃受到(dao)壓縮後變形。在(zai)無壓力時, 靠O形(xing)圈的彈性對接(jie)🌈觸面産生預接(jie)觸壓力, 實現初(chu)始密封, 當密封(feng)腔充入有壓工(gong)作介質後;在壓(yā)力的作用下, O形(xing)圈被🤟擠向溝槽(cao)的一側, 密封面(miàn)上的接觸壓力(li)☔上升, 提高了密(mì)封效果。在動密(mì)封中, 當壓力大(da)于10 MPa時, O形圈就會(huì)被擠入間隙中(zhong)而損壞, 為此有(you)❤️時需要在O形圈(quan)低壓測設置四(si)氟乙烯或尼龍(long)制成的擋圈, 如(ru)圖7所示, 其厚度(dù)為1.25~2.5 mm。雙向受高壓(yā)時, 兩側都要加(jia)擋圈, 且一般在(zài)活塞靜密封中(zhong)運用較多, 而法(fa)蘭是端面密封(fēng), 不需加擋圈。

圖(tú)6 O形圈密封原理(lǐ)

圖7 O形圈密封擋(dang)圈設置

1) 法蘭面(miàn)配合O形圈密封(feng)原理

這種密封(fēng)是用分離式法(fa)蘭片和螺栓進(jìn)行壓緊實現👅軸(zhóu)向密封, 其密封(fēng)件O形圈是受介(jie)質壓力後, 實現(xiàn)徑向變形, 如圖(tu)8所示。在實現密(mi)封時, 根據系統(tǒng)介質👈所産生壓(yā)力方向的不同(tóng), 有受軸向内部(bù)和外部壓力之(zhi)分, 此類密封在(zài)工程機械中大(da)多數是在液壓(ya)系統中的液壓(yā)泵、馬達的👄進回(huí)油口的軸向密(mi)封形❌式中采用(yòng)。

2) 法蘭面O形圈溝(gōu)槽的設計

法蘭(lan)面密封形式中(zhong)O形圈在安裝時(shí), 必須保證适當(dāng)📐的預壓縮量, 過(guò)小不能密封, 過(guò)大則摩擦力增(zēng)大, 且💋易于🌈損壞(huài)。因此🔆, 安裝O形圈(quan)的溝槽的尺寸(cun)設計和表面精(jing)度需按相❤️關标(biao)準和手冊🏃🏻‍♂️給出(chu)的數據嚴格保(bao)證。

(1) 軸向密封 (受(shòu)内部壓力) , 壓力(li)從内測:O形圈外(wai)徑壓縮, 如圖9的(de)設㊙️計一般是以(yǐ)d9尺寸為作為選(xuǎn)配O形圈的定位(wèi)尺寸, 其法蘭溝(gōu)槽外徑d9基本尺(chǐ)寸可按下式規(gui)定: