引言

密(mì)封裝置(zhi)是保證(zhèng)液壓與(yu)氣壓系(xi)統正常(chang)工作的(de)最基🌈本(běn)也是🌐最(zui)重要的(de)裝置, 主(zhu)要用來(lái)防止液(ye)體或氣(qì)體的❌洩(xiè)漏。良好(hǎo)的密封(fēng)是液壓(yā)系統能(neng)夠傳遞(di)動力、正(zhèng)常工作(zuo)的保證(zhèng)。如果密(mi)封不好(hǎo), 将會造(zào)成系統(tong)和元件(jiàn)的洩漏(lou)加大, 使(shǐ)系統壓(ya)力和容(róng)積效率(lǜ)降低, 造(zao)🔞成能量(liàng)的損失(shī), 嚴重時(shí)會導緻(zhì)液壓系(xi)統的油(yóu)液外洩(xiè)污染環(huan)境, 因此(cǐ)正确地(di)設計液(yè)壓系統(tǒng)的連接(jie)管🔱接頭(tóu)及油口(kou)的密封(feng)形式非(fēi)常重要(yao)。

1 液壓系(xì)統密封(feng)裝置的(de)要求

(1) 具(ju)有良好(hao)的密封(fēng)性, 即有(yǒu)适宜的(de)彈性, 能(neng)補償所(suo)密封🌈表(biao)面在制(zhi)造上的(de)誤差與(yu)工作中(zhong)的磨損(sun), 并随着(zhe)壓力的(de)增大自(zi)動地提(tí)高密封(fēng)程度;

(2) 具(ju)有良好(hǎo)的穩定(dìng)性, 即油(you)液浸泡(pào)對其形(xíng)狀尺寸(cùn)的變化(hua)❄️影✍️響要(yao)小, 溫度(dù)對其彈(dàn)性和硬(yìng)度的變(biàn)化影響(xiǎng)也要小(xiǎo);

(3) 摩擦力(lì)小, 運動(dòng)靈活, 工(gōng)作壽命(ming)長;

(4) 結構(gòu)簡單, 制(zhi)造、使用(yong)、維修簡(jiǎn)便。

2 密封(feng)件主要(yào)基礎材(cai)料

常用(yòng)的液壓(yā)系統密(mì)封材料(liao)有以下(xià)幾種

(1) 丁(dīng)腈橡膠(jiao)NBR耐油橡(xiang)膠, 具有(yǒu)良好的(de)彈性與(yu)耐磨性(xing), 工作🧡溫(wēn)度一般(bān)為-20~100℃, 有一(yī)定的強(qiang)度, 摩擦(cā)系數較(jiao)大。适用(yòng)範圍🚶‍♀️:液(ye)壓油、脂(zhī)肪油⁉️、碳(tàn)氫化合(he)物潤滑(hua)油、動植(zhí)油、水🐉、丁(ding)烷、壓縮(suo)氣體等(deng);

(2) 氟橡膠(jiao)FKM耐高溫(wēn), 耐油橡(xiang)膠, 工作(zuò)溫度一(yi)般為-15~240℃, 有(you)一定✌️的(de)強🈲度, 摩(mo)擦系數(shù)較大。适(shi)用範圍(wei):油料、臭(chou)氧、惡劣(liè)天💋氣、液(ye)壓流💔體(ti)、化學溶(róng)劑、不易(yi)燃的油(yóu)料和化(hua)學産品(pǐn)等;

(3) 矽橡(xiang)膠VMQ耐高(gao)、低溫且(qiě)抗酸和(he)弱堿腐(fǔ)蝕, 絕緣(yuan)性能良(liáng)好的橡(xiang)🈲膠, 工👣作(zuo)溫度一(yī)般為-60~250℃。适(shì)用範圍(wéi):低溫或(huo)高溫、惰(duò)性氣體(ti)、酸和弱(ruò)堿、臭氧(yang)。

3 常用液(ye)壓管接(jie)頭密封(fēng)油口的(de)類型

在(zài)工程機(ji)械主機(jī)産品的(de)液壓系(xi)統中常(chang)見的與(yu)管接頭(tou)☁️相配合(he)💔的油口(kou)有以下(xia)幾種類(lei)型:

3.1 公制(zhì)、美制及(ji)英制螺(luo)紋柱端(duān)帶锪孔(kong)溝槽的(de)O形圈密(mi)封15°内倒(dǎo)角油口(kǒu)結構

15°内(nèi)倒角油(yóu)口類型(xing)在液壓(ya)管路中(zhong)的泵 (執(zhi)行元件(jian)) 、馬達 (動(dong)🈲力裝置(zhì)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼) 的進出(chu)油口的(de)設計方(fāng)案中比(bǐ)較常用(yòng)如圖1所(suo)示, 其螺(luó)紋形🌐式(shi)由🏃🏻‍♂️泵、馬(mǎ)達的生(sheng)産廠商(shāng)根據不(bú)同标準(zhǔn), 公制螺(luo)紋(ISO 6149-1标準(zhun))、美制統(tong)一螺紋(wen) (ISO 11926-1标準) 、英(ying)制管螺(luo)紋 (JIS B2351标準(zhun)) 連接, 密(mì)封形式(shi)是采用(yong)O形圈密(mì)封。

3.2 公制(zhi)、英制螺(luo)紋柱端(duān)彈性密(mì)封圈或(huo)金屬對(duì)金屬密(mì)封的平(ping)油口結(jié)構

這種(zhong)油口在(zai)液壓管(guan)路中的(de)閥、合流(liú)塊、泵等(deng)靜密封(feng)🔅的進出(chū)油口的(de)設計方(fang)案中常(cháng)用, 如圖(tú)2所示。其(qí)加工過(guò)程相對(dui)💞15°内倒⛹🏻‍♀️角(jiao)油口比(bi)較簡便(bian), 隻是加(jia)工完内(nei)螺紋後(hou), 再對油(yóu)口锪平(ping)一個淺(qian)沉确保(bǎo)管接頭(tou)與油口(kǒu)密封面(mian)之🏃‍♂️間的(de)垂直度(du)要求, 使(shi)管接頭(tou)和ED墊圈(quān)與油口(kou)的锪平(ping)面完全(quan)貼合, 形(xing)成密封(feng), 減少連(lián)接面的(de)滲漏。

平(ping)油口的(de)螺紋形(xíng)式生産(chǎn)廠商根(gen)據不同(tóng)标準, 有(you)公制🔞螺(luo)♋紋⭐ (GB/T 19674.1标準(zhun)) 、英制管(guan)螺紋 (ISO1179-1标(biao)準)連接(jiē), 密封形(xing)式是采(cai)用ED彈性(xìng)密封圈(quān)密🆚封, 或(huò)用管接(jiē)頭與油(you)口之間(jiān)的尖角(jiǎo)密封。

圖(tú)2 平油口(kǒu)

3.3 英制錐(zhuī)管螺紋(wen)密封、美(mei)制NPT錐管(guǎn)螺紋油(you)口結構(gou)

(1) 英制55°牙(yá)型角錐(zhui)管螺紋(wén)密封油(you)口結構(gòu):也稱用(yòng)螺紋密(mi)封的油(you)口, 如圖(tu)3所示。這(zhè)種螺紋(wén)極限尺(chǐ)寸及公(gōng)差✏️符合(hé)GB/T 7306規定, 與(yǔ)管接頭(tóu)連接時(shi)不需加(jia)填料或(huo)使用密(mì)✊封介質(zhi)就能防(fang)止滲漏(lòu), 其中圓(yuán)錐内螺(luó)紋油和(he)圓錐🐅外(wài)螺紋接(jie)頭連接(jie)可🈲在高(gāo)溫及高(gāo)壓下采(cǎi)用;

(2) 美制(zhì)60°牙型角(jiao)錐管螺(luó)紋NPT密封(fēng)油口結(jié)構:如圖(tú)3所示, 極(ji)限尺寸(cùn)📐及公差(cha)符合GB/T 12716規(gui)定, 其主(zhu)要用于(yú)燃油和(hé)潤滑油(yóu)管路接(jie)頭的油(yóu)口, 同時(shi)🚩也适于(yu)高溫、高(gao)壓系統(tǒng)。

4 液壓系(xì)統密封(fēng)的管接(jie)頭及油(you)口端選(xuǎn)擇

4.1 外螺(luó)紋接頭(tou)配合O形(xing)圈密封(fēng)

外螺紋(wen)接頭配(pei)合O形圈(quān)密封形(xíng)式, 如圖(tú)4所示。O形(xing)圈裝🧡入(rù)液壓管(guǎn)接頭體(tǐ)後, 通過(guo)裝配旋(xuan)入油口(kou)15°内倒角(jiǎo)受到壓(ya)縮後變(bian)形, 适用(yòng)選擇的(de)油口如(rú)圖1所示(shì), 在設計(jì)👅此O形圈(quan)💃🏻密封的(de)接頭與(yu)油口時(shí), 表面锪(huō)平沉孔(kǒng)、内倒角(jiǎo)尺寸及(ji)螺紋深(shen)度的連(lian)接配合(he)至關重(zhòng)要。

1) 油口(kou)平面沉(chén)孔及15°内(nèi)倒角配(pei)合要點(diǎn)

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

(2) 油口(kǒu)沉孔深(shen)度:L3≤L5-0.5

表1 15°内(nei)倒角尺(chi)寸及配(pèi)合要點(dian)

) 15°内倒角(jiao)與接頭(tou)配合要(yào)點

15°内倒(dǎo)角的直(zhi)徑一般(bān)小于管(guan)接頭圓(yuan)台直徑(jìng), 深度一(yi)般與🌈螺(luó)距有關(guan), 見表1。

3) 螺(luó)紋深度(dù)配合要(yao)點

(1) 油口(kǒu)内螺紋(wén)攻深:L4≥L6+0.5

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

P———螺距

d1———螺(luó)紋直徑(jing)規格

d2———油(yóu)口锪平(píng)沉孔直(zhí)徑

d5———油口(kou)15°内倒角(jiao)的直徑(jing)

d6———與油口(kou)配合的(de)管接頭(tou)圓台直(zhi)徑

L2———油口(kǒu)螺紋孔(kǒng)鑽深

L3———油(you)口锪平(ping)沉孔深(shēn)度

L4———油口(kou)内螺紋(wén)攻深

L5———與(yu)油口配(pèi)合的管(guan)接頭六(liu)方下端(duān)面至圓(yuán)台端面(miàn)長度

L6———與(yu)油口配(pèi)合的管(guǎn)接頭圓(yuán)台下端(duān)面至外(wài)螺紋端(duān)面長度(du)

4.2 外螺紋(wen)配合ED密(mi)封

外螺(luo)紋配合(hé)ED密封形(xíng)式如圖(tu)5所示, ED彈(dàn)性密封(feng)圈是被(bèi)廣🐇泛✏️應(ying)用🈲于液(ye)壓系統(tong)的油口(kǒu)密封形(xíng)式, 簡易(yì)的外形(xing)使其得(de)以快速(su)方便地(di)安裝, 與(yǔ)O形圈不(bu)同的是(shì)ED彈性密(mì)封圈不(bú)會在溝(gōu)槽中扭(niǔ)曲變形(xing)。适用油(yóu)口如圖(tu)📞2所示:在(zai)設計此(cǐ)ED密封的(de)過渡接(jiē)頭與油(you)口密封(fēng)時, 表面(mian)锪平沉(chén)孔及螺(luo)紋深度(du)的連接(jie)配合尺(chi)寸至關(guān)重要。

圖(tú)5 外螺紋(wén)配合ED密(mì)封

1) 油口(kou)平面沉(chén)孔配合(he)要點

(1) 油(yóu)口沉孔(kong)直徑:d4≥d7+1.1

(2) 油(you)口沉孔(kǒng)深度:L1L5 min-0.5

2) 螺(luo)紋深度(du)配合要(yao)點

(1) 油口(kǒu)内螺紋(wen)攻深:L2≥L6

(2) 油(yóu)口加工(gōng)孔鑽深(shēn):L13≥L2 min+2P

d4———油口锪(huō)平沉孔(kǒng)直徑

d7———與(yǔ)油口配(pei)合的管(guan)接頭圓(yuan)台直徑(jing)

L1———油口锪(huō)平沉孔(kǒng)深度

L2———油(yóu)口内螺(luó)紋攻深(shēn)

L13———油口螺(luó)紋孔鑽(zuàn)深

4.3 法蘭(lán)面帶O形(xíng)圈溝槽(cao)的密封(fēng)

一般O形(xing)密封原(yuán)理如圖(tu)6所示, O形(xíng)圈裝入(ru)密封槽(cáo)後, 其截(jié)♈面受到(dao)壓縮後(hou)變形。在(zai)無壓力(lì)時, 靠O形(xing)圈的彈(dàn)性對接(jie)🈲觸面👅産(chǎn)生預接(jie)觸壓力(li), 實現初(chu)始密封(feng), 當密封(fēng)腔充入(ru)有壓工(gōng)作介質(zhi)後;在壓(yā)🥵力的作(zuò)用下, O形(xing)圈被擠(ji)向溝槽(cao)的一側(ce), 密封面(miàn)上的接(jie)觸壓力(lì)上升, 提(ti)高了密(mi)封效果(guo)。在動密(mi)封中⛷️, 當(dang)壓力大(da)于💯10 MPa時, O形(xíng)圈就會(hui)💰被擠入(rù)間隙中(zhong)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼而損壞(huai), 為此有(yǒu)時需要(yao)在O形圈(quān)低壓測(ce)設置四(sì)氟乙烯(xī)或尼龍(lóng)制成的(de)擋🎯圈, 如(ru)圖7所示(shi), 其厚度(du)為1.25~2.5 mm。雙向(xiàng)受高壓(yā)時, 兩側(ce)都要加(jia)擋圈, 且(qie)一般在(zài)活塞靜(jing)密封中(zhong)運用較(jiao)多, 而法(fǎ)蘭是端(duān)面密封(feng), 不需加(jiā)擋圈。

圖(tú)6 O形圈密(mì)封原理(lǐ)

圖7 O形圈(quan)密封擋(dang)圈設置(zhì)

1) 法蘭面(mian)配合O形(xíng)圈密封(fēng)原理

這(zhè)種密封(feng)是用分(fen)離式法(fa)蘭片和(hé)螺栓進(jin)行壓緊(jǐn)實‼️現軸(zhóu)向密封(fēng)🎯, 其密封(feng)件O形圈(quān)是受介(jiè)質壓力(li)後, 實現(xian)徑向變(bian)形, 如圖(tu)8所示。在(zai)實現密(mì)封時, 根(gēn)據系統(tǒng)介質所(suǒ)産生壓(ya)力方向(xiàng)的不同(tóng), 有受🐅軸(zhou)向内部(bu)和外部(bù)壓力之(zhī)分, 此類(lèi)密封在(zài)工程機(ji)械中大(dà)多數🤩是(shi)在液壓(yā)系統中(zhōng)的液壓(ya)泵、馬達(da)的進回(huí)油口的(de)軸向密(mi)封形🈚式(shi)中采用(yong)。

2) 法蘭面(mian)O形圈溝(gou)槽的設(shè)計

法蘭(lan)面密封(feng)形式中(zhōng)O形圈在(zai)安裝時(shi), 必須保(bǎo)證适當(dang)的預壓(ya)縮量, 過(guo)小不能(néng)密封, 過(guò)大則摩(mó)擦力增(zeng)大, 且易(yi)于損壞(huai)。因此⭐, 安(ān)裝O形圈(quan)的溝槽(cao)的尺寸(cun)設計和(he)表面精(jing)度需按(àn)相關标(biāo)準和手(shǒu)冊給出(chu)的數據(jù)嚴格保(bǎo)證。

(1) 軸向(xiàng)密封 (受(shòu)内部壓(yā)力) , 壓力(lì)從内測(ce):O形圈外(wài)徑壓縮(suō), 如圖9的(de)設計一(yī)般是以(yi)d9尺寸為(wéi)作為選(xuan)配O形圈(quan)的定位(wei)尺寸, 其(qí)👅法蘭溝(gou)槽外徑(jìng)d9基本尺(chi)寸可按(àn)下式規(guī)定: