液压油缸密封选型设计

　　油缸是500 t拉力机的动力执行部分,为满足实验要求,其缸径达到320 mm以上,且必须在25MPa,V<0. 01 m/s的额定情况下工作。在试件绷直瞬间有巨大的压力冲击。它的密封性能直接影响整机的工作性能。

　　1 液压油缸对密封件的要求

　　(1)在压力28MPa和100e温度范围内,应具有良好的密封性能,并随着压力的增加能自动提高密封性能。

　　(2)密封装置和运动件之间的摩擦力要小,摩擦系数要稳定,在低速下无爬行现象。

　　(3)抗腐蚀能力强,不易老化,工作寿命长,耐磨性好,磨损后在一定程度上能自动补偿。

　　(4)结构简单,使用、维护方便,价格低廉。

　　2 油缸的密封结构

　　油缸主要由缸筒、活塞、活塞杆、导向套、前后端盖及外加密封件和标准件组成。

　　2.1 活塞密封结构

　　活塞密封结构由耐磨环、组合密封圈组成。耐磨环对活塞起支承、导向作用,防止其刮伤或偏心,并提高密封件的耐用度。耐磨环采用材料为聚四氟乙烯青铜的PTFE耐磨环。它具有低摩擦,无爬行和咬合,能抑制机械震动,有极好的承压能力和耐磨性的特点,完全适合拉力机低速情况下无爬行的要求。耐磨环宽度计算公式:

　　式中:T—耐磨环宽度,mm;

　　F—最大径向负载,N;

　　f—安全系数;

　　d—活塞或活塞杆直径,mm;

　　Pr—最大允许径向载荷,MPa。

　　若计算得到的最小宽度值较小时,应选择稍大的可能导向带宽度。

　　根据油缸对密封的要求,从经济出发选择组合密封圈格莱圈做为活塞的密封。这种组合密封由2个元件组成, 1个特康密封圈和1个O型圈。它具有低摩擦阻力,无爬行现象,无粘滞现象,最大工作压力可达70 MPa的特点,并且在低摩擦阻力状况下,在28MPa下的泄露为0. 18 mg,仅为采用O型圈连2个背托环泄露量的1/4。

　　活塞与缸筒间隙的大小直接影响到密封件的使用寿命以及加工成本。间隙大了容易造成密封件根部滑动边撕裂、根部静止一侧撕裂和根部被挤出,导致密封件失效,影响密封性能。而间隙的大小与动态边直径、选用的密封件材料及断面厚度、系统压力、环境温度有直接的关系,取间隙S=0. 4 mm。

　　2.2 活塞杆的密封

　　活塞杆的密封由密封圈、导向环、防尘圈等组成。导向环主要对活塞杆起支承、导向作用,防止其刮伤或偏心,并提高密封件的耐用度,其宽度选择按

　　(1)式计算。

　　活塞杆的密封参考国外应用经验,采用1个斯特封和1个Y型圈对活塞杆进行密封。斯特封为单作用密封圈,它具有与格莱圈相似的密封特性。