摘 要:本文說明了改善液壓系統(tǒng)密封性能的意義,詳細闡述了改善液壓系統(tǒng)密封性能的方法,對液壓設備的管理有參考價值和借鑒意義。
  關鍵詞:液壓系統(tǒng);密封性能;改善方法;探討
1、引言
   在液壓設備管理實踐中,油液泄漏是一種常見現(xiàn)象，在管理不善的液壓設備機體及其周圍常常會看到積存的油液,造成了工作介質(zhì)的浪費和對環(huán)境的污染。而油液在液壓系統(tǒng)各元件內(nèi)部的泄漏常常是系統(tǒng)降低和動作失靈的主要原因。眾所周知,密封是防止泄漏的主要方法,具有良好密封性能的液壓系統(tǒng)能有效防止泄漏。下面將詳細闡述液壓系統(tǒng)具備并始終保持良好密封性能的方法。
2、改善液壓系統(tǒng)密封性能的意義
   液壓系統(tǒng)的密封性能是指液壓系統(tǒng)各密封部位防止油液在系統(tǒng)內(nèi)部或向系統(tǒng)外部泄漏的能力。油液在液壓系統(tǒng)內(nèi)部的泄漏簡稱為系統(tǒng)內(nèi)泄,油液向液壓系統(tǒng)外部的泄漏簡稱為系統(tǒng)外泄。系統(tǒng)內(nèi)泄常造成系統(tǒng)容積效率下降和液壓能損失,液壓系統(tǒng)的總效率降低或達不到要求的工作壓力,甚至使液壓系統(tǒng)不能正常工作。而且,損失的液壓能轉(zhuǎn)化為熱能,使液壓油溫度升高,影響設備的工作精度和產(chǎn)品質(zhì)量。如果油液溫度得不到有效控制,還會加劇系統(tǒng)內(nèi)泄和油液氧化變質(zhì)的趨勢。系統(tǒng)外泄則不僅造成工作介質(zhì)的浪費和環(huán)境污染,甚至會引發(fā)火災,因油液外泄引發(fā)火災的事例不勝枚舉。另外,液壓系統(tǒng)良好的密封性能可以防止外部污染物侵人系統(tǒng)內(nèi)部,避免對液壓元件造成磨損、堵塞、卡死和損壞,導致系統(tǒng)失靈。由此可見,液壓系統(tǒng)良好的密封性能可以提高設備的工作可靠性,延長使用壽命,減少能量消耗。改善液壓系統(tǒng)密封性能的思路就是從液壓系統(tǒng)設計、制造、組裝、調(diào)試到使用、保養(yǎng)、維修、更新、改造等設備管理過程中提高密封的可靠性,使液壓系統(tǒng)始終保持良好的密封性能。
3、改善液壓系統(tǒng)密封性能的方法
 3.1、液壓系統(tǒng)密封設計
 3.1.1、密封形式選擇
   在液壓系統(tǒng)設計中,密封設計是重要一環(huán),也是保證液壓系統(tǒng)具備良好密封性能的關鍵，因而對液壓系統(tǒng)的密封設計應予以足夠重視。在液壓系統(tǒng)設計階段,選擇密封結(jié)構和類型時應主要依據(jù)設備的工作條件,如壓力、速度、溫度、與流體的相容性、環(huán)境有無顆粒及灰塵存在、密封介質(zhì)的潤滑性、振動與轉(zhuǎn)動時的偏心量等。合理選擇密封結(jié)構之后還要進行配偶件的相應設計,如安裝密封件的溝槽尺寸精度、表面粗糙度、軸偏心量、密封件的壓縮率等,這些因素也會影響密封的效果。
 3.1.2 密封件選擇
    在液壓系統(tǒng)中,常見的密封形式有0形圈密封,Y形圈和V形圈等唇形密封。這三種密封形式都可用于動密封。其中Y形密封圈比0形密封圈的使用壽命長,適用速度范圍寬。Ⅴ形密封圈性能較Y形密封圈差,但可靠性好,特別是夾織物橡膠材料制成的Ⅴ形密封圈使用壽命很長,所以在一些難以更換密封圈的部位常常使用Ⅴ形密封圈。Y形密封圈和V形密封圈都有一定的方向性,但雙向組合唇形密封圈可以消除Y形和Ⅴ形密封圈單向性的缺點,而且組合或復合唇形密封圈密封性能和使用壽命都比單一形式的唇形密封圈好。
 3.1.3 密封件材料選擇
    密封圈發(fā)展到今天,其形式和結(jié)構都已經(jīng)定型,各密封件生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品質(zhì)量區(qū)別主要在于制作材料上。也就是說,密封圈產(chǎn)品材料的性能往往是其核心競爭力。比如對于Y形密封圈來說,其制作材料有多種,例如丁腈橡膠、聚氨酯橡膠和氟橡膠,其中采用聚氨酯橡膠制成的密封圈密封性能、使用壽命和不用支撐環(huán)時的使用壓力限度等為最佳。各種密封圈使用不同材
料時,與液壓油的相容性、適用溫度范圍、適用速度范圍等均不相同,在選擇密封圈時應予以重視。值得指出的是,不同密封圈生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的密封圈即使材料相同,其性能也往往差別較大,因此在選擇密封圈時應從技術力量強、產(chǎn)品質(zhì)量好的生產(chǎn)廠家訂貨。
 3.1.4 使用密封圈注意事項
    在選定某種密封形式后,還要注意這種密封圈不同使用條件下的注意事項。比如O形密封圈在靜密封時,為避免擠出現(xiàn)象,可減小密封面間的間隙或提高O形密封圈膠料硬度,油液壓力達到10MPa時應加裝密封擋圈。Y形密封圈和V形密封圈在使用時也應注意類似的事項。還應注意避免密封圈在安裝過程中被劃傷,必要時使用專用工裝,防止尖角或螺紋損壞密封圈。
 3.2 管道布局對密封件的影響
    筆者在液壓設備管理實踐中看到,有些液壓閥臺下管道布局結(jié)構不合理,不僅拆裝極為不便,給維修帶來困難,而且還對密封圈產(chǎn)生了剪切力或使密封圈受壓不均,液壓系統(tǒng)在運行過程中的振動相當于對受力不均的密封圈產(chǎn)生持續(xù)剪切,致使密封圈剛更換不久就被損壞。這是液壓系統(tǒng)在設計、制造過程中應予以重視的問題。當使用中的液壓系統(tǒng)出現(xiàn)了這樣的問題時,應及早進行改造,以消除管道對密封件受力不均或產(chǎn)生剪切力的現(xiàn)象。
 3.3 液壓缸密封
 3.3.1 液壓缸防塵圈
    液壓缸防塵圈用以刮除活塞桿上的雜物,防止活塞桿內(nèi)縮時把雜質(zhì)、灰塵、水份等帶入液壓缸內(nèi)部。液壓缸常用的防塵圈為無骨架型的J形防塵圈。防塵圈在一定程度上可以說是液壓缸各密封部位中最為重要的密封圈。因為它不參與對工作介質(zhì)的密封,其作用往往被忽視。在工業(yè)高溫多粉塵環(huán)境中,防塵圈部位由于固體顆粒存在經(jīng)常發(fā)生過度磨損,其使用壽命與其它部位密封圈相比較短。防塵圈一旦失去防塵作用,灰塵等雜質(zhì)就會被液壓桿內(nèi)縮時帶進液壓缸內(nèi)部,進入液壓系統(tǒng)中成為侵入污染物,不僅損壞液壓缸內(nèi)各部位密封圈,而且對液壓缸缸筒內(nèi)壁和液壓桿外壁也會造成一定的磨損。尤其是后者對液壓缸的損傷是顯而易見的,因為嚴重磨損的缸筒內(nèi)壁和液壓桿外壁必然反過來對密封圈產(chǎn)生切割作用,縮短密封圈的使用壽命。
    可見防塵圈的作用是非常重要的,因為如果防塵圈失去作用,可能會給液壓缸帶來嚴重的后果。所以,在灰塵較多的環(huán)境中,當液壓缸防塵圈損壞時,應及時更換,以防損壞液壓缸。
 3.3.2 液壓缸活塞導向支撐環(huán)
    活塞導向支撐環(huán)用于活塞導向,防止液壓桿產(chǎn)生徑向力時密封圈發(fā)生偏磨損現(xiàn)象,甚至發(fā)生活塞與缸筒內(nèi)壁之間的金屬接觸而損壞缸筒內(nèi)壁。如果發(fā)生了金屬之間的接觸,液壓缸可能會面臨報廢的后果,因為嚴重損壞的缸筒內(nèi)壁會對密封圈產(chǎn)生切割作用�？梢�,活塞導向支撐環(huán)雖不參與密封,但對保護液壓缸有重要作用,因此所選活塞導向支撐環(huán)應具有良好的強度、彈性和耐磨性。
 3.4 密封圈的更換和密封升級
    液壓系統(tǒng)在使用過程中,密封圈不可避免的要老化和磨損,密封性能逐漸變差甚至失效。在液壓系統(tǒng)運行過程中表現(xiàn)為內(nèi)外泄漏的出現(xiàn)和元件動作的失靈,從而影響液壓系統(tǒng)的正常工作。為使液壓系統(tǒng)始終保持良好的密封性能,就要定期更換密封圈。對于動密封來說,應根據(jù)密封圈的使用情況確定是否更換;對于靜密封應根據(jù)油液內(nèi)外泄漏的情況確定是否更換,國產(chǎn)密封圈一般每隔一年半左右更換一次。
    由于密封圈新型制作材料不斷被研制出來,使密封圈的各項性能逐步提高,因此在更換密封圈時應盡量考慮使用新型材料制成的密封圈,以不斷改善液壓系統(tǒng)的密封性能。這就是液壓系統(tǒng)密封升級的含義之一。液壓系統(tǒng)密封升級的含義還表現(xiàn)在密封圈尺寸的改變上,也就是說當金屬摩擦副表面尺寸因磨損而改變后,相應部位的密封圈尺寸也應重新確定,也就是說,
密封圈應依據(jù)使用部位尺寸重新設計、制造.現(xiàn)在一些密封件生產(chǎn)廠家已能提供這種服務。并在很短的時間內(nèi)把要求的密封件產(chǎn)品送到用戶手中。比較典型的例子是液壓缸活塞部位的密封圈。當缸簡內(nèi)壁磨損后直徑增大時,用于此處的密封圈的外徑也要隨之增大,以保證良好的密封性能。
4、結(jié)論
   綜上所述,密封性能是液壓系統(tǒng)的重要性能之一,這項性能的好壞直接影響液壓系統(tǒng)的工作性能、可靠性以及使用壽命。為保證液壓系統(tǒng)具有良好的密封性能,在液壓系統(tǒng)設計時應重視密封設計，使液壓系統(tǒng)始終保持良好的密封性能,在液壓系統(tǒng)使用時要及時更換密封圈和密封升級。在山東石橫特鋼集團有限公司液壓設備管理中,密封設計、密封升級等管理理念和
方法得到了全面貫徹,該公司液壓設備一直保持持著優(yōu)異的密封性能。實踐證明，上述改善液壓系統(tǒng)密封性能的各種方法和措施是非常有效的，可以用來指導液壓設備的管理。