引言

密封(fēng)裝置是保證液(yè)壓與氣壓系統(tong)正常工作的最(zui)基本也是最重(zhong)要的裝置, 主要(yào)用來防止液體(tǐ)或氣💛體的洩漏(lou)。良好的密🔞封是(shì)液壓系統能夠(gou)傳遞動力、正常(cháng)工☔作的保☔證。如(rú)果密封不好, 将(jiāng)會造成系統和(he)元件的洩漏加(jiā)大, 使系統壓力(li)和容積效率降(jiàng)低, 造成能量的(de)損失, 嚴重時會(hui)導緻液壓系統(tǒng)的油液外🈲洩污(wū)染環境, 因此正(zheng)确地設計液壓(yā)系統的連接管(guǎn)🔴接頭及油口的(de)密封形式非常(cháng)重要。

1 液壓系統(tong)密封裝置的要(yao)求

(1) 具有良好的(de)密封性, 即有适(shi)宜的彈性, 能補(bǔ)償所密封表面(miàn)在制造上的誤(wù)差與工作中的(de)磨損, 并随着壓(ya)力的增大自動(dòng)地提高密封程(cheng)度;

(2) 具有良好的(de)穩定性, 即油液(yè)浸泡對其形狀(zhuang)尺寸的變化影(yǐng)響要小, 溫度對(duì)其彈性和硬度(du)的變化影響♋也(ye)要小;

(3) 摩擦力小(xiǎo), 運動靈活, 工作(zuò)壽命長;

(4) 結構簡(jian)單, 制造、使用、維(wéi)修簡便。

2 密封件(jian)主要基礎材料(liào)

常用的液壓系(xi)統密封材料有(you)以下幾種

(1) 丁腈(jing)橡膠NBR耐油橡膠(jiao), 具有良好的彈(dàn)性與耐磨性, 工(gōng)作溫度一般🥵為(wéi)-20~100℃, 有一定的強度(dù), 摩擦系數較大(dà)。适用範圍:液壓(ya)☀️油、脂肪油、碳氫(qing)化合物潤滑油(yóu)、動植油、水、丁烷(wán)、壓縮氣體⭐等;

(2) 氟(fú)橡膠FKM耐高溫, 耐(nai)油橡膠, 工作溫(wen)度一般為-15~240℃, 有一(yī)定的強度♉, 摩🍓擦(cā)系數較大。适用(yòng)範圍:油料、臭氧(yang)、惡劣天氣、液壓(ya)流體、化學溶劑(jì)、不✨易燃的油料(liào)和化學産品等(deng);

(3) 矽橡膠VMQ耐高、低(di)溫且抗酸和弱(ruò)堿腐蝕, 絕緣性(xing)能良好的橡膠(jiāo), 工作溫度一般(bān)為-60~250℃。适用範圍:低(di)溫或高溫🌈、惰性(xìng)氣體、酸和弱堿(jiǎn)、臭氧。

3 常用液壓(ya)管接頭密封油(you)口的類型

在工(gong)程機械主機産(chǎn)品的液壓系統(tǒng)中常見的與管(guǎn)接🈲頭相😍配💃合的(de)油口有以下幾(ji)種類型:

3.1 公制、美(měi)制及英制螺紋(wen)柱端帶锪孔溝(gou)槽的O形圈密封(feng)15°内倒角油口結(jie)構

15°内倒角油口(kou)類型在液壓管(guan)路中的泵 (執行(háng)元件) 、馬🙇‍♀️達 (動力(li)裝置) 的進出油(you)口的設計方案(an)中比較常用如(ru)圖1所示👉, 其螺紋(wen)形式由泵、馬達(dá)的生産廠商根(gen)據不同标準, 公(gong)制螺紋(ISO 6149-1标準)、美(měi)制統一螺🚶紋 (ISO 11926-1标(biāo)準) 、英制管螺紋(wén) (JIS B2351标準) 連接, 密封(feng)形式是采用O形(xing)圈密封。

3.2 公制、英(yīng)制螺紋柱端彈(dàn)性密封圈或金(jīn)屬對金屬密🤩封(feng)🐉的平油口結構(gou)

這種油口在液(yè)壓管路中的閥(fa)、合流塊、泵等靜(jìng)密封的進出油(you)🚩口的設計方案(àn)中常用, 如圖2所(suǒ)示。其加工過程(chéng)相對15°内倒角油(you)口比較簡便, 隻(zhī)是加工完内螺(luo)紋後, 再對油口(kǒu)锪平一個淺沉(chen)确保管接頭與(yu)油口🐕密封面之(zhī)間的垂直度要(yào)求, 使管接頭和(he)ED墊圈與油口的(de)锪平面完全貼(tie)合, 形🌈成密封, 減(jiǎn)少連接面的滲(shen)漏。

平油口的螺(luo)紋形式生産廠(chǎng)商根據不同标(biāo)準, 有公制螺紋(wen) (GB/T 19674.1标準) 、英制管螺(luó)紋 (ISO1179-1标準)連接, 密(mi)封形式是采用(yong)ED彈性密封圈🔞密(mi)封, 或🏃‍♂️用管接頭(tou)與油口之間的(de)尖角密封。

圖2 平(ping)油口

3.3 英制錐管(guan)螺紋密封、美制(zhi)NPT錐管螺紋油口(kou)結構

(1) 英制55°牙型(xing)角錐管螺紋密(mì)封油口結構:也(ye)稱用螺紋密🔞封(fēng)的☂️油口, 如圖3所(suo)示。這種螺紋極(jí)限尺寸及公差(cha)符合GB/T 7306規定, 與管(guan)接頭☂️連接⚽時不(bu)需加填料或使(shǐ)用密封介質就(jiu)能防止滲漏, 其(qi)中圓錐内螺🌐紋(wen)油和圓錐外螺(luo)紋接頭連接可(kě)在高溫及高壓(ya)下采🤟用;

(2) 美制60°牙(ya)型角錐管螺紋(wen)NPT密封油口結構(gòu):如圖3所示, 極限(xiàn)尺寸及公🔱差符(fú)合GB/T 12716規定, 其主要(yào)用于燃油和潤(run)滑油管路接頭(tou)的油口, 同時也(ye)适于高溫、高壓(ya)系統。

4 液壓系統(tong)密封的管接頭(tou)及油口端選擇(zé)

4.1 外螺紋接頭配(pei)合O形圈密封

外(wài)螺紋接頭配合(he)O形圈密封形式(shi), 如圖4所示。O形圈(quān)裝入液壓管接(jie)🏒頭體後, 通過裝(zhuang)配旋入油口15°内(nèi)倒角受到壓縮(suō)後💃🏻變形, 适用選(xuǎn)擇的油口如圖(tú)1所示, 在設計此(cǐ)O形圈密封的接(jiē)頭與🤟油口時✏️, 表(biǎo)面锪平沉孔、内(nèi)倒角尺寸及螺(luó)紋深度的連接(jie)配合至關重📧要(yào)。

1) 油口平面沉孔(kǒng)及15°内倒角配合(he)要點

(1) 油口沉孔(kong)直徑:d2≥d7+2.2, 且d7>d5

(2) 油口沉(chen)孔深度:L3≤L5-0.5

表1 15°内倒(dao)角尺寸及配合(hé)要點

) 15°内倒角與(yu)接頭配合要點(diǎn)

15°内倒角的直徑(jìng)一般小于管接(jie)頭圓台直徑, 深(shen)度一般與🤞螺💜距(ju)有關, 見表1。

3) 螺紋(wén)深度配合要點(diǎn)

(1) 油口内螺紋攻(gōng)深:L4≥L6+0.5

(2) 油口加工孔(kǒng)鑽深:L2≥L4min+ (1.5~2) P

P———螺距

d1———螺紋(wén)直徑規格

d2———油口(kǒu)锪平沉孔直徑(jìng)

d5———油口15°内倒角的(de)直徑

d6———與油口配(pèi)合的管接頭圓(yuán)台直徑

L2———油口螺(luo)紋孔鑽深

L3———油口(kǒu)锪平沉孔深度(dù)

L4———油口内螺紋攻(gong)深

L5———與油口配合(hé)的管接頭六方(fāng)下端面至圓台(tai)端面長度

L6———與油(you)口配合的管接(jie)頭圓台下端面(mian)至外螺紋端面(miàn)長度

4.2 外螺紋配(pèi)合ED密封

外螺紋(wén)配合ED密封形式(shi)如圖5所示, ED彈性(xing)密封圈是被廣(guǎng)🈚泛應用㊙️于液壓(ya)系統的油口密(mì)封形式, 簡易的(de)外形使🏃‍♂️其得以(yǐ)快👉速方💛便地安(an)裝, 與O形圈不同(tóng)的是ED彈性密封(feng)圈不會在溝槽(cáo)中扭曲變形。适(shì)用油口如圖💋2所(suo)示:在設計此ED密(mi)封的過渡接頭(tou)與油口密封時(shi), 表🌈面锪平沉孔(kong)❓及螺紋深度的(de)連接配合尺寸(cun)至關重要。

圖5 外(wài)螺紋配合ED密封(feng)

1) 油口平面沉孔(kong)配合要點

(1) 油口(kǒu)沉孔直徑:d4≥d7+1.1

(2) 油口(kǒu)沉孔深度:L1L5 min-0.5

2) 螺紋(wén)深度配合要點(dian)

(1) 油口内螺紋攻(gong)深:L2≥L6

(2) 油口加工孔(kong)鑽深:L13≥L2 min+2P

d4———油口锪平(ping)沉孔直徑

d7———與油(yóu)口配合的管接(jie)頭圓台直徑

L1———油(yóu)口锪平沉孔深(shen)度

L2———油口内螺紋(wén)攻深

L13———油口螺紋(wén)孔鑽深

4.3 法蘭面(mian)帶O形圈溝槽的(de)密封

一般O形密(mì)封原理如圖6所(suǒ)示, O形圈裝入密(mi)封槽後, 其截面(mian)受到♈壓縮後變(biàn)形。在無壓力時(shi), 靠O形圈的彈性(xing)對接🔱觸面産生(sheng)預接觸壓⭐力, 實(shi)現初始密封, 當(dang)密封腔充入有(you)壓工作介質後(hou);在壓力的作用(yòng)下, O形圈被⛱️擠向(xiàng)溝槽的一側, 密(mi)😄封面上的接觸(chu)壓力上升, 提高(gao)💔了密封效果。在(zài)動密封中, 當壓(ya)力大于10 MPa時, O形圈(quān)就會🎯被擠入間(jiān)隙中而損壞, 為(wéi)此有時需要在(zài)O形圈低壓測設(she)置四氟乙烯🈲或(huo)尼龍制成的擋(dǎng)圈, 如圖7所示, 其(qi)厚度為1.25~2.5 mm。雙向受(shou)高壓時, 兩側都(dou)要加擋圈, 且一(yī)般在活塞靜密(mi)🎯封中運用較多(duo), 而法蘭是端面(mian)密封👉, 不需加擋(dǎng)圈。

圖6 O形圈密封(feng)原理

圖7 O形圈密(mi)封擋圈設置

1) 法(fa)蘭面配合O形圈(quān)密封原理

這種(zhong)密封是用分離(li)式法蘭片和螺(luó)栓進行壓緊實(shí)現軸向密封, 其(qí)密封件O形圈是(shi)受介質壓力後(hou), 實現✨徑向變形(xíng), 如圖8所示。在實(shí)現密封時, 根據(ju)系統介質所産(chan)生✉️壓力方向的(de)不同, 有受軸向(xiàng)内☀️部和外部壓(yā)力之分, 此類密(mi)封在工程機械(xiè)中大多數是在(zai)液壓系統中的(de)液壓泵、馬達的(de)進回油口的🐪軸(zhou)向密封形式中(zhong)采用。

2) 法蘭面O形(xing)圈溝槽的設計(ji)

法蘭面密封形(xing)式中O形圈在安(an)裝時, 必須保證(zhèng)适當的預壓縮(suo)量💞, 過小不能密(mì)封, 過大則摩擦(cā)力增大, 且易于(yu)損壞😄。因此, 安裝(zhuang)O形圈的溝槽的(de)尺寸設計和表(biao)☎️面精度需按相(xiang)關标準和手冊(ce)給出的數據嚴(yan)格保㊙️證。

(1) 軸向密(mi)封 (受内部壓力(li)) , 壓力從内測:O形(xíng)圈外徑壓縮, 如(ru)圖❓9的設計一般(bān)是以d9尺寸為作(zuò)為選配O形圈的(de)定位尺寸, 其🚶法(fǎ)蘭溝槽外徑d9基(ji)本尺寸可按下(xià)式規定: