引言

密(mì)封裝置(zhi)是保證(zhèng)液壓與(yu)氣壓系(xì)統正常(cháng)工作的(de)最✔️基本(ben)也是最(zuì)重要的(de)裝置, 主(zhu)要用來(lái)防止液(ye)體或氣(qì)體的洩(xie)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(zao)成系統(tǒng)和元件(jian)的洩漏(lòu)加大, 使(shǐ)系統壓(yā)力👄和容(rong)積效✂️率(lü)降低, 造(zào)成能量(liang)的損失(shī), 嚴重時(shi)會導緻(zhi)液壓系(xi)💃統的油(you)液外洩(xiè)污染環(huan)境, 因此(ci)正确地(dì)設計液(ye)壓系統(tǒng)的連接(jiē)管🌈接頭(tóu)及油口(kou)的密封(fēng)形式✏️非(fei)常重要(yào)。

1 液壓系(xì)統密封(fēng)裝置的(de)要求

(1) 具(jù)有良好(hǎo)的密封(fēng)性, 即有(you)适宜的(de)彈性, 能(néng)補償所(suǒ)密封表(biǎo)面在制(zhi)造上的(de)誤差與(yǔ)工作中(zhōng)的磨損(sun), 并随着(zhe)🎯壓力的(de)增㊙️大自(zi)動地提(tí)高密封(feng)程度;

(2) 具(jù)有良好(hǎo)的穩定(dìng)性, 即油(yóu)液浸泡(pào)對其形(xing)狀尺寸(cun)的變化(huà)影響要(yào)小, 溫度(dù)對其彈(dan)性和硬(yìng)度的變(bian)化影響(xiang)也要♍小(xiǎo);

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

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

2 密封(feng)件主要(yao)基礎材(cai)料

常用(yòng)的液壓(ya)系統密(mi)封材料(liào)有以下(xià)幾種

(1) 丁(dīng)腈橡膠(jiao)NBR耐油橡(xiang)膠, 具有(you)良好的(de)彈性與(yǔ)耐磨性(xìng), 工作溫(wen)❌度一般(ban)為-20~100℃, 有一(yi)定的強(qiáng)度, 摩擦(ca)系數較(jiào)大。适用(yong)範圍:液(yè)壓🥵油、脂(zhī)🌏肪油、碳(tàn)氫化合(hé)物潤滑(hua)油、動植(zhi)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(xiàng)膠, 工作(zuo)溫度一(yī)般為-15~240℃, 有(yǒu)一定的(de)強度, 摩(mó)擦系數(shù)較大。适(shì)用範圍(wéi):油料、臭(chòu)氧、惡劣(liè)天☀️氣、液(ye)壓流體(ti)、化學溶(rong)劑、不易(yi)燃的油(you)料和化(hua)學産品(pǐn)等;

(3) 矽橡(xiàng)膠VMQ耐高(gāo)、低溫且(qie)抗酸和(he)弱堿腐(fu)蝕, 絕緣(yuan)性能良(liang)好的橡(xiàng)膠🈲, 工作(zuò)溫度一(yī)般為-60~250℃。适(shi)用範圍(wéi):低溫或(huo)高溫🐇、惰(duò)性氣體(tǐ)、酸和弱(ruò)堿、臭氧(yǎng)。

3 常用液(ye)壓管接(jie)頭密封(fēng)油口的(de)類型

在(zai)工程機(ji)械主機(jī)産品的(de)液壓系(xì)統中常(cháng)見的與(yu)管接頭(tou)🌂相配合(he)的油口(kǒu)有以下(xià)幾種類(lei)型:

3.1 公制(zhì)、美制及(ji)英制螺(luó)紋柱端(duan)帶锪孔(kong)溝槽的(de)O形圈密(mì)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(yā)管路中(zhong)的泵 (執(zhí)行元件(jian)) 、馬達 (動(dong)力📱裝置(zhì)) 的進出(chu)油口的(de)設計方(fang)案中比(bi)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(shang)根據⛷️不(bú)同标準(zhun), 公制💃🏻螺(luó)紋(ISO 6149-1标☂️準(zhǔn))、美制🏒統(tong)一螺紋(wen) (ISO 11926-1标準) 、英(yīng)制管螺(luo)紋 (JIS B2351标準(zhǔn)) 連接, 密(mi)封形式(shì)是采用(yong)O形圈密(mi)封。

3.2 公制(zhì)、英制螺(luo)紋柱端(duān)彈性密(mì)封圈或(huò)金屬對(dui)金屬密(mi)封㊙️的平(píng)油口結(jié)構

這種(zhǒng)油口在(zài)液壓管(guan)路中的(de)閥、合流(liu)塊、泵等(děng)靜密封(fēng)的進🤩出(chū)油口的(de)設計方(fang)案中常(chang)用, 如圖(tú)2所示。其(qí)加工過(guo)程相對(dui)15°内倒角(jiao)油口比(bǐ)🐉較簡便(biàn), 隻是加(jia)工完内(nei)螺紋後(hou), 再💯對油(yóu)口锪平(ping)一個淺(qiǎn)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(shǐ)管接頭(tóu)和ED墊圈(quan)與油😘口(kou)的锪平(ping)面完全(quán)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(luó)🎯紋 (GB/T 19674.1标準(zhǔn)) 、英制管(guan)螺紋 (ISO1179-1标(biao)準)連接(jie), 密封形(xíng)式是采(cai)用ED彈性(xing)密封圈(quān)密封, 或(huò)用管接(jiē)頭與油(you)口之間(jian)的尖角(jiǎo)密封。

圖(tu)2 平油口(kou)

3.3 英制錐(zhuī)管螺紋(wen)密封、美(měi)制NPT錐管(guǎn)螺紋油(yóu)口結構(gòu)

(1) 英制55°牙(ya)型角錐(zhui)管螺紋(wén)密封油(you)口結構(gou):也稱用(yòng)螺紋密(mi)🌐封的油(yóu)口, 如圖(tu)3所示。這(zhe)種螺紋(wen)極限尺(chǐ)寸及公(gōng)差❌符合(hé)GB/T 7306規定💛, 與(yu)管接頭(tou)🎯連接時(shi)不需加(jia)填料或(huò)使用密(mi)封介質(zhi)就能防(fáng)止滲漏(lòu), 其中圓(yuán)錐内螺(luó)紋油和(he)圓錐外(wai)螺紋接(jiē)頭連接(jiē)可在高(gao)溫及高(gāo)壓下采(cai)♌用;

(2) 美制(zhì)60°牙型角(jiao)錐管螺(luó)紋NPT密封(fēng)油口結(jie)構:如圖(tu)3所示, 極(jí)限尺寸(cùn)🌏及公差(chà)符合GB/T 12716規(gui)定, 其主(zhu)要用于(yu)燃油和(hé)潤滑油(you)管路接(jie)頭的油(you)口, 同時(shi)也适于(yu)高溫、高(gāo)壓系統(tong)。

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

4.1 外螺(luo)紋接頭(tou)配合O形(xíng)圈密封(feng)

外螺紋(wén)接頭配(pei)合O形圈(quan)密封形(xíng)式, 如圖(tu)4所示。O形(xing)圈裝入(rù)液壓管(guan)⚽接💔頭體(tǐ)後, 通過(guò)裝配旋(xuán)入油口(kǒu)15°内倒角(jiǎo)受💋到壓(ya)縮後變(biàn)形, 适用(yong)選擇的(de)油口如(rú)圖1所示(shi), 在設計(ji)此O形圈(quan)密封的(de)接頭與(yu)油口時(shi), 表面锪(huo)平沉孔(kǒng)、内倒角(jiao)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(pèi)合要點(dian)

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

(2) 油口(kou)沉孔深(shēn)度:L3≤L5-0.5

表1 15°内(nèi)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(zhí)徑一般(bān)小于管(guan)接頭圓(yuan)台直徑(jing), 深度一(yi)般與螺(luó)距有關(guan), 見表1。

3) 螺(luo)紋深度(du)配合要(yao)點

(1) 油口(kǒu)内螺紋(wen)攻深:L4≥L6+0.5

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

P———螺距

d1———螺(luó)紋直徑(jìng)規格

d2———油(yóu)口锪平(píng)沉孔直(zhí)徑

d5———油口(kou)15°内倒角(jiǎo)的直徑(jìng)

d6———與油口(kǒu)配合的(de)管接頭(tóu)圓台直(zhí)徑

L2———油口(kou)螺紋孔(kǒng)鑽深

L3———油(yóu)口锪平(ping)沉孔深(shen)度

L4———油口(kou)内螺紋(wen)攻深

L5———與(yǔ)油口配(pei)合的管(guǎn)接頭六(liù)方下端(duan)面至圓(yuán)台端面(mian)長度

L6———與(yu)油口配(pei)合的管(guǎn)接頭圓(yuan)台下端(duan)面至外(wài)螺紋端(duan)面🐉長度(du)

4.2 外螺紋(wén)配合ED密(mi)封

外螺(luó)紋配合(hé)ED密封形(xíng)式如圖(tú)5所示, ED彈(dan)性密封(fēng)圈是被(bei)廣泛🏒應(yīng)用于液(ye)壓系統(tong)的油口(kǒu)密封形(xíng)式, 簡易(yì)的外形(xíng)使❤️其得(de)以快速(sù)方便地(dì)安裝, 與(yǔ)O形圈不(bú)同的是(shi)ED彈性密(mi)封圈不(bu)會在溝(gou)槽中扭(niǔ)曲♌變形(xíng)。适用油(you)口如圖(tú)♈2所示:在(zai)設♍計此(cǐ)ED密封的(de)過渡接(jiē)頭與油(yóu)口密封(fēng)時, 表☂️面(mian)锪平沉(chén)孔🐆及螺(luó)紋深度(dù)的連接(jiē)配合尺(chi)寸至關(guān)重要。

圖(tú)5 外螺紋(wen)配合ED密(mi)封

1) 油口(kou)平面沉(chen)孔配合(hé)要點

(1) 油(yóu)口沉孔(kong)直徑:d4≥d7+1.1

(2) 油(you)口沉孔(kong)深度:L1L5 min-0.5

2) 螺(luó)紋深度(dù)配合要(yào)點

(1) 油口(kou)内螺紋(wén)攻深:L2≥L6

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

d4———油口锪(huō)平沉孔(kong)直徑

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

L1———油口锪(huo)平沉孔(kǒng)深度

L2———油(yóu)口内螺(luó)紋攻深(shēn)

L13———油口螺(luo)紋孔鑽(zuàn)深

4.3 法蘭(lán)面帶O形(xing)圈溝槽(cao)的密封(feng)

一般O形(xing)密封原(yuán)理如圖(tú)6所示, O形(xíng)圈裝入(ru)密封槽(cao)後, 其❄️截(jié)面受到(dào)壓縮後(hòu)變形。在(zai)無壓力(lì)時, 靠O形(xíng)圈的彈(dàn)性對接(jie)🏃🏻‍♂️觸面✂️産(chǎn)生⭕預接(jiē)觸壓力(li), 實現初(chū)始密封(fēng), 當密封(fēng)腔充入(rù)有壓工(gōng)作介質(zhì)後;在壓(yā)力的作(zuo)用下, O形(xíng)圈被擠(ji)向溝槽(cáo)🌈的一側(ce), 密封面(mian)上的接(jie)觸壓力(lì)上升, 提(ti)高🐆了密(mì)封效果(guo)。在動密(mì)封中, 當(dāng)壓力大(dà)于10 MPa時, O形(xing)圈就會(hui)🤩被擠入(ru)間隙中(zhong)而損壞(huài), 為此有(you)時需要(yao)在O形圈(quān)低壓測(cè)設置四(si)氟乙烯(xī)♍或尼龍(long)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(xiang)受高壓(ya)💰時, 兩側(cè)都要加(jia)擋圈💜, 且(qiě)一般在(zai)活塞靜(jìng)密封中(zhong)運用較(jiao)多, 而法(fa)蘭是端(duan)面密封(fēng), 不需✏️加(jia)擋圈。

圖(tu)6 O形圈密(mi)封原理(lǐ)

圖7 O形圈(quan)密封擋(dǎng)圈設置(zhi)

1) 法蘭面(mian)配合O形(xing)圈密封(feng)原理

這(zhe)種密封(fēng)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(fēng)件O形圈(quan)是受介(jiè)質壓力(li)後, 實現(xian)徑向變(bian)形, 如圖(tú)8所示🚶‍♀️。在(zài)實現密(mi)封時, 根(gēn)據系統(tǒng)介質所(suǒ)産生💃壓(yā)力方向(xiàng)的不💚同(tóng), 有受軸(zhou)向内部(bù)和外部(bu)壓力之(zhī)分, 此類(lèi)密封在(zai)工程機(ji)械中大(dà)多數是(shi)在液壓(ya)♊系統中(zhōng)的液🔞壓(yā)泵、馬達(da)的進回(hui)油口的(de)軸向密(mì)封形式(shì)中采用(yòng)。

2) 法蘭面(miàn)O形圈溝(gou)槽的設(shè)計

法蘭(lan)面密封(feng)形式中(zhong)O形圈在(zai)安裝時(shi), 必須保(bao)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(huài)。因此, 安(ān)裝O形圈(quan)的溝槽(cao)的尺寸(cun)設計和(he)表面精(jīng)度需按(àn)相🍓關标(biao)準和手(shǒu)冊🔴給出(chū)的數據(ju)嚴格保(bao)證。

(1) 軸向(xiàng)密封 (受(shòu)内部壓(yā)力) , 壓力(li)從内測(cè):O形圈外(wài)徑壓縮(suo), 如圖🈲9的(de)🤞設計一(yī)般是以(yǐ)d9尺寸為(wéi)作為選(xuǎn)配O形圈(quan)的定位(wèi)尺寸, 其(qí)法蘭溝(gou)槽🙇🏻外徑(jing)d9基本尺(chǐ)寸可按(àn)下式規(guī)定: