引言

密封(fēng)裝置是保(bao)證液壓與(yǔ)氣壓系統(tǒng)正常工作(zuò)的最基本(ben)也是最重(zhòng)要的裝置(zhi), 主要用來(lái)防止液體(ti)或氣體的(de)洩漏。良好(hao)的密封是(shi)液壓系統(tǒng)能夠傳遞(di)動力、正常(cháng)工作的保(bǎo)證。如果🐅密(mi)封不好, 将(jiang)會造成系(xi)統和元件(jiàn)的洩漏加(jia)大, 使系統(tong)壓力和容(róng)積效率降(jiang)低, 造成能(néng)量的損失(shi), 嚴重時會(hui)導緻液壓(yā)系統的油(yóu)液外洩污(wū)染環境, 因(yin)💋此正确地(dì)設計液壓(yā)系統的連(lián)接管接頭(tou)及油口的(de)密🔆封形式(shi)非常重要(yào)。

1 液壓系統(tǒng)密封裝置(zhì)的要求

(1) 具(jù)有良好的(de)密封性, 即(jí)有适宜的(de)彈性, 能補(bǔ)償所密封(feng)表面⚽在制(zhì)造上的誤(wu)差與工作(zuò)中的磨損(sǔn), 并随着壓(yā)力的增大(da)自動地提(ti)高密封程(cheng)度;

(2) 具有良(liáng)好的穩定(dìng)性, 即油液(ye)浸泡對其(qí)形狀尺寸(cun)的💜變🌈化影(ying)響要小, 溫(wēn)度對其彈(dan)性和硬度(du)的變化影(ying)響也要💋小(xiao);

(3) 摩擦力小(xiao), 運動靈活(huó), 工作壽命(mìng)長;

(4) 結構簡(jian)單, 制造、使(shǐ)用、維修簡(jian)便。

2 密封件(jiàn)主要基礎(chu)材料

常用(yòng)的液壓系(xi)統密封材(cai)料有以下(xià)幾種

(1) 丁腈(jing)橡膠NBR耐油(yóu)橡膠, 具有(yǒu)良好的彈(dàn)性與耐磨(mó)性, 工作溫(wēn)度一般為(wéi)-20~100℃, 有一定的(de)強度, 摩擦(cā)系數較大(da)。适用範圍(wéi):液壓👈油、脂(zhi)肪油、碳氫(qing)🥵化合物潤(run)滑油、動植(zhi)油、水、丁烷(wán)、壓縮氣體(ti)等;

(2) 氟橡膠(jiao)FKM耐高溫, 耐(nai)油橡膠, 工(gong)作溫度一(yī)般為-15~240℃, 有一(yī)定的強度(du), 摩擦系數(shu)較大。适用(yòng)範圍:油料(liào)、臭氧、惡劣(lie)天氣、液壓(ya)流體、化學(xue)溶‼️劑、不易(yì)燃的油料(liao)和化學産(chan)品等;

(3) 矽橡(xiàng)膠VMQ耐高、低(dī)溫且抗酸(suan)和弱堿腐(fu)蝕, 絕緣性(xing)能良🛀好的(de)橡膠, 工🥰作(zuò)溫度一般(bān)為-60~250℃。适用範(fan)圍:低溫或(huò)高溫、惰性(xing)氣體、酸和(he)弱堿、臭氧(yang)。

3 常用液壓(ya)管接頭密(mì)封油口的(de)類型

在工(gōng)程機械主(zhu)機産品的(de)液壓系統(tong)中常見的(de)與管🌂接頭(tou)相配合的(de)油口有以(yi)下幾種類(lèi)型:

3.1 公制、美(měi)制及英制(zhi)螺紋柱端(duān)帶锪孔溝(gou)槽的O形圈(quān)密封💁15°内倒(dǎo)角油口結(jié)構

15°内倒角(jiǎo)油口類型(xíng)在液壓管(guan)路中的泵(beng) (執行元件(jiàn)) 、馬達 (動力(li)✍️裝置🔞) 的進(jìn)出油口的(de)設計方案(àn)中比較常(chang)用如圖🧑🏽‍🤝‍🧑🏻1所(suo)示🆚, 其螺紋(wén)形式由泵(bèng)、馬達的生(shēng)産廠商根(gēn)據不同标(biao)準, 公制螺(luó)紋(ISO 6149-1标準)、美(měi)制統一螺(luó)紋 (ISO 11926-1标準) 、英(yīng)制管螺紋(wen) (JIS B2351标準) 連接(jiē), 密封形式(shì)是采用O形(xíng)圈密封。

3.2 公(gong)制、英制螺(luó)紋柱端彈(dan)性密封圈(quān)或金屬對(duì)金屬密♍封(fēng)的平油👌口(kou)結構

這種(zhǒng)油口在液(ye)壓管路中(zhong)的閥、合流(liú)塊、泵等靜(jing)密封的進(jìn)出油口的(de)設計方案(àn)中常用, 如(rú)圖2所示。其(qí)加工過程(cheng)相對15°内倒(dao)角油口比(bǐ)較簡便, 隻(zhi)是加工完(wán)内螺紋後(hòu), 再對油口(kǒu)锪平一👅個(gè)淺沉确保(bǎo)管接頭與(yu)油口密封(fēng)面之‼️間的(de)垂直度要(yao)求, 使管接(jiē)頭和ED墊圈(quān)與油口的(de)锪平面完(wan)全貼合, 形(xing)成密封, 減(jiǎn)少連接面(miàn)的滲✉️漏。

平(ping)油口的螺(luó)紋形式生(sheng)産廠商根(gen)據不同标(biāo)準, 有公🤟制(zhì)螺🧡紋 (GB/T 19674.1标準(zhun)) 、英制管螺(luo)紋 (ISO1179-1标準)連(lián)接, 密封形(xing)式是采用(yong)ED彈性密封(feng)圈🤟密✍️封, 或(huo)用管接頭(tóu)與油口之(zhi)間的尖角(jiǎo)密封。

圖2 平(ping)油口

3.3 英制(zhì)錐管螺紋(wen)密封、美制(zhi)NPT錐管螺紋(wen)油口結構(gou)

(1) 英制55°牙型(xing)角錐管螺(luó)紋密封油(yóu)口結構:也(ye)稱用螺紋(wén)密❌封的油(yóu)口, 如圖3所(suǒ)示。這種螺(luó)紋極限尺(chi)寸及公差(chà)符合GB/T 7306規定(ding), 與管接頭(tou)連接時不(bú)需加填料(liào)或使用密(mì)㊙️封介質就(jiù)能防止滲(shen)漏, 其中圓(yuán)錐内螺紋(wen)油和圓錐(zhuī)外螺紋接(jiē)頭連接可(ke)在高溫及(ji)高壓下采(cai)🏃🏻用;

(2) 美制60°牙(ya)型角錐管(guǎn)螺紋NPT密封(fēng)油口結構(gou):如圖3所示(shi), 極限尺寸(cun)及🏃‍♂️公差符(fú)合GB/T 12716規定, 其(qi)主要用于(yu)燃油和潤(rùn)滑油管🚶路(lu)接頭的🔴油(yóu)口, 同時也(ye)适于高溫(wen)、高壓系統(tong)。

4 液壓系統(tong)密封的管(guan)接頭及油(you)口端選擇(zé)

4.1 外螺紋接(jiē)頭配合O形(xíng)圈密封

外(wài)螺紋接頭(tou)配合O形圈(quān)密封形式(shi), 如圖4所示(shi)。O形圈裝入(rù)液🌂壓管接(jie)頭體後, 通(tōng)過裝配旋(xuán)入油口15°内(nei)倒角受到(dao)壓縮後變(bian)形, 适用選(xuǎn)擇的油口(kou)如圖1所示(shì), 在設計此(ci)O形圈密封(fēng)的接頭與(yǔ)油口時, 表(biao)面锪🈲平沉(chen)孔、内倒角(jiao)尺寸及螺(luó)紋深度的(de)連接配合(he)至關重✌️要(yào)。

1) 油口平面(mian)沉孔及15°内(nei)倒角配合(he)要點

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

(2) 油口沉(chen)孔深度:L3≤L5-0.5

表(biao)1 15°内倒角尺(chi)寸及配合(hé)要點

) 15°内倒(dao)角與接頭(tóu)配合要點(diǎn)

15°内倒角的(de)直徑一般(ban)小于管接(jie)頭圓台直(zhi)徑, 深度一(yī)般🔆與螺距(ju)有關, 見表(biao)1。

3) 螺紋深度(du)配合要點(dian)

(1) 油口内螺(luo)紋攻深:L4≥L6+0.5

(2) 油(yóu)口加工孔(kǒng)鑽深:L2≥L4min+ (1.5~2) P

P———螺距(jù)

d1———螺紋直徑(jing)規格

d2———油口(kou)锪平沉孔(kǒng)直徑

d5———油口(kǒu)15°内倒角的(de)直徑

d6———與油(yóu)口配合的(de)管接頭圓(yuán)台直徑

L2———油(you)口螺紋孔(kǒng)鑽深

L3———油口(kǒu)锪平沉孔(kong)深度

L4———油口(kou)内螺紋攻(gong)深

L5———與油口(kǒu)配合的管(guǎn)接頭六方(fāng)下端面至(zhì)圓台端面(mian)長度

L6———與油(yóu)口配合的(de)管接頭圓(yuán)台下端面(miàn)至外螺紋(wén)端面長度(du)

4.2 外螺紋配(pei)合ED密封

外(wai)螺紋配合(he)ED密封形式(shi)如圖5所示(shi), ED彈性密封(feng)圈是被廣(guǎng)泛應用⭐于(yu)液壓系統(tǒng)的油口密(mi)封形式, 簡(jian)易的外💋形(xíng)使其得以(yi)快速方🌍便(biàn)地安裝, 與(yǔ)O形圈不同(tong)的是ED彈性(xìng)密封圈不(bú)會在溝槽(cao)中扭曲變(biàn)形。适用油(yóu)口如圖2所(suo)示:在設計(ji)此ED密封的(de)過渡接頭(tou)與油口🈲密(mi)封時, 表❤️面(miàn)锪平沉孔(kong)及螺紋深(shen)度的連接(jiē)配合尺寸(cun)至關重要(yào)。

圖5 外螺紋(wen)配合ED密封(feng)

1) 油口平面(mian)沉孔配合(hé)要點

(1) 油口(kou)沉孔直徑(jìng):d4≥d7+1.1

(2) 油口沉孔(kong)深度:L1L5 min-0.5

2) 螺紋(wen)深度配合(hé)要點

(1) 油口(kǒu)内螺紋攻(gōng)深:L2≥L6

(2) 油口加(jiā)工孔鑽深(shen):L13≥L2 min+2P

d4———油口锪平(ping)沉孔直徑(jing)

d7———與油口配(pei)合的管接(jiē)頭圓台直(zhí)徑

L1———油口锪(huo)平沉孔深(shēn)度

L2———油口内(nei)螺紋攻深(shen)

L13———油口螺紋(wen)孔鑽深

4.3 法(fa)蘭面帶O形(xing)圈溝槽的(de)密封

一般(ban)O形密封原(yuán)理如圖6所(suǒ)示, O形圈裝(zhuang)入密封槽(cáo)後, 其截🙇‍♀️面(miàn)受到壓縮(suo)後變形。在(zài)無壓力時(shí), 靠O形圈的(de)彈性對接(jiē)觸面👈産生(shēng)🈲預接觸壓(yā)力, 實現初(chu)始密封, 當(dāng)密封腔充(chong)入有壓工(gong)作介質後(hou);在壓力的(de)作用下, O形(xíng)圈被擠向(xiang)溝槽的一(yī)側, 密🥰封面(mian)上的接觸(chù)壓力上升(sheng), 提高💞了密(mì)封效果❄️。在(zài)動密封中(zhong), 當壓力大(da)于♉10 MPa時, O形圈(quān)就會被擠(jǐ)入間隙中(zhōng)而損壞, 為(wéi)此有♊時需(xu)要在O形圈(quān)低壓測設(she)置四氟乙(yǐ)烯㊙️或尼龍(long)制成的擋(dang)圈, 如圖7所(suǒ)示, 其厚度(dù)為1.25~2.5 mm。雙向受(shou)高壓時, 兩(liang)側都要加(jia)擋圈, 且一(yi)般在活塞(sāi)靜密封中(zhong)運用較⚽多(duo), 而法🈲蘭是(shi)端面密封(fēng), 不需加擋(dang)圈。

圖6 O形圈(quān)密封原理(li)

圖7 O形圈密(mì)封擋圈設(shè)置

1) 法蘭面(mian)配合O形圈(quān)密封原理(li)

這種密封(feng)是用分離(li)式法蘭片(piàn)和螺栓進(jìn)行壓緊實(shí)現軸向密(mì)封, 其密封(feng)件O形圈是(shì)受介質壓(ya)力後, 實現(xian)🛀徑向變形(xíng), 如圖8所示(shì)。在實現密(mì)封時, 根據(jù)系統介質(zhi)所産生壓(ya)力方向的(de)不♻️同, 有受(shòu)軸向内部(bu)和外部壓(ya)力之分, 此(cǐ)類密封在(zài)✔️工程機械(xiè)中大多數(shu)是在液壓(yā)❤️系統中的(de)液壓泵、馬(mǎ)達的進回(huí)油口的軸(zhóu)向密封形(xing)🌈式中采用(yong)。

2) 法蘭面O形(xíng)圈溝槽的(de)設計

法蘭(lán)面密封形(xíng)式中O形圈(quān)在安裝時(shí), 必須保證(zhèng)适當的預(yù)壓縮量, 過(guo)小不能密(mì)封, 過大則(zé)摩擦力增(zeng)大, 且易于(yu)損壞。因此(ci), 安裝O形圈(quan)的溝槽的(de)尺寸設計(ji)和表面精(jīng)度需按相(xiang)關标準和(he)手冊給出(chū)的數據嚴(yán)格保證。

(1) 軸(zhóu)向密封 (受(shou)内部壓力(li)) , 壓力從内(nèi)測:O形圈外(wai)徑壓縮, 如(rú)圖9的設計(ji)一般是以(yǐ)d9尺寸為作(zuo)為選配O形(xing)圈的定位(wèi)尺👉寸, 其法(fǎ)蘭溝槽外(wài)徑d9基本尺(chi)寸可按下(xià)式規定: