引言

密封裝置(zhi)是保證液壓與(yǔ)氣壓系統正常(cháng)工作的最基本(ben)💘也✏️是🔞最重要的(de)裝置, 主要用來(lái)防止液體或氣(qì)體的洩漏。良好(hǎo)的密封是液壓(ya)系統能夠傳遞(dì)動力、正常工😘作(zuò)的保證。如果密(mì)封不好, 将會造(zao)成系統和🌈元件(jiàn)的洩漏加大, 使(shi)系統壓力和容(róng)積效率降低, 造(zào)成能量的損🧑🏽‍🤝‍🧑🏻失(shī), 嚴重時會導緻(zhi)液壓系💯統的油(you)液外洩污染環(huan)境, 因此正确地(dì)設計液壓系統(tǒng)的連接管接頭(tóu)及油口的密封(feng)形式非常重要(yào)。

1 液壓系統密封(feng)裝置的要求

(1) 具(ju)有良好的密封(feng)性, 即有适宜的(de)彈性, 能補償所(suǒ)密封表面在制(zhi)造上的誤差與(yǔ)工作中的磨損(sun), 并随着🏃🏻壓力的(de)增大自動地提(tí)高密封程度;

(2) 具(ju)有良好的穩定(ding)性, 即油液浸泡(pào)對其形狀尺寸(cùn)的變化影⚽響要(yao)小, 溫度對其彈(dàn)性和硬度的變(biàn)化影響也要小(xiao);

(3) 摩擦力小, 運動(dong)靈活, 工作壽命(ming)長;

(4) 結構簡單, 制(zhì)造、使用、維修簡(jiǎn)便。

2 密封件主要(yào)基礎材料

常用(yòng)的液壓系統密(mì)封材料有以下(xia)幾種

(1) 丁腈橡膠(jiao)NBR耐油橡膠, 具有(you)良好的彈性與(yǔ)耐磨性, 工作溫(wen)度♻️一般為-20~100℃, 有一(yi)定的強度, 摩擦(cā)系數較大。适用(yòng)範圍:液壓油、脂(zhi)肪油🐪、碳氫化合(he)物潤滑油、動植(zhí)油、水、丁烷、壓縮(suo)氣體等;

(2) 氟橡膠(jiao)FKM耐高溫, 耐油橡(xiàng)膠, 工作溫度一(yī)般為-15~240℃, 有一定的(de)強💋度, 摩擦系數(shu)較大。适用範圍(wei):油料、臭氧、惡劣(liè)天氣、液壓流✉️體(ti)、化學溶劑、不易(yi)燃的油料和化(hua)學産品等;

(3) 矽橡(xiàng)膠VMQ耐高、低溫且(qie)抗酸和弱堿腐(fu)蝕, 絕緣性能良(liang)好的👣橡🔴膠, 工作(zuo)溫度一般為-60~250℃。适(shì)用範圍:低溫或(huo)高溫、惰性氣體(ti)、酸和弱堿🔞、臭氧(yang)。

3 常用液壓管接(jiē)頭密封油口的(de)類型

在工程機(jī)械主機産品的(de)液壓系統中常(chang)見的與管接頭(tou)相配合㊙️的油口(kou)有以下幾種類(lèi)型:

3.1 公制、美制及(jí)英制螺紋柱端(duān)帶锪孔溝槽的(de)O形圈密封15°内倒(dǎo)角油口結構

15°内(nei)倒角油口類型(xíng)在液壓管路中(zhong)的泵 (執行元件(jian)) 、馬達🏃🏻 (動力💃裝置(zhì)) 的進出油口的(de)設計方案中比(bǐ)較常用如圖🌈1所(suǒ)示, 其螺紋形式(shì)由泵、馬達的生(shēng)産廠商根據不(bú)同标準, 公制螺(luo)紋(ISO 6149-1标準)、美制統(tǒng)一螺紋 (ISO 11926-1标準) 、英(yīng)制管螺紋 (JIS B2351标準(zhǔn)) 連接, 密封形式(shi)是采用O形圈密(mi)封。

3.2 公制、英制螺(luó)紋柱端彈性密(mì)封圈或金屬對(dui)金屬密封💋的平(ping)油口結構

這種(zhǒng)油口在液壓管(guǎn)路中的閥、合流(liu)塊、泵等靜密封(feng)的✊進出油口的(de)設計方案中常(cháng)用, 如圖2所示。其(qi)加工過程相對(duì)15°内倒角油口比(bǐ)☀️較簡便, 隻是加(jiā)工完内螺紋後(hòu), 再對油口锪平(píng)一🏃個淺沉确保(bǎo)管接頭與油口(kou)密封面之間的(de)垂直度要求, 使(shǐ)管接頭和🚶‍♀️ED墊圈(quan)與油🙇‍♀️口的锪平(ping)面完全貼合, 形(xing)成密封, 減少連(lián)接面的滲漏。

平(ping)油口的螺紋形(xíng)式生産廠商根(gen)據不同标準, 有(yǒu)公👉制☁️螺紋 (GB/T 19674.1标準(zhun)) 、英制管螺紋 (ISO1179-1标(biao)準)連接, 密封形(xíng)式是采用ED彈性(xìng)密封圈密封, 或(huo)用管接頭與油(yóu)口之間的尖角(jiao)密封。

圖2 平油口(kǒu)

3.3 英制錐管螺紋(wen)密封、美制NPT錐管(guan)螺紋油口結構(gou)

(1) 英制55°牙型角錐(zhui)管螺紋密封油(you)口結構:也稱用(yong)螺紋密封的油(you)口, 如圖3所示。這(zhe)種螺紋極限尺(chi)寸及公差符合(hé)GB/T 7306規定, 與管接頭(tou)🏃🏻‍♂️連接時不需加(jiā)填料或使用密(mì)封介質就能防(fang)止滲漏, 其中圓(yuán)錐内螺紋油和(he)圓錐外螺紋接(jiē)🏒頭連接可在高(gāo)溫及高壓下采(cǎi)用;

(2) 美制60°牙型角(jiao)錐管螺紋NPT密封(fēng)油口結構:如圖(tú)3所示, 極限尺寸(cùn)及🐪公差符合GB/T 12716規(gui)定, 其主要用于(yu)燃油和潤滑⛷️油(yóu)管路接🌈頭的油(you)口, 同時也适于(yú)高溫、高壓系統(tong)。

4 液壓系統密封(feng)的管接頭及油(yóu)口端選擇

4.1 外螺(luo)紋接頭配合O形(xing)圈密封

外螺紋(wén)接頭配合O形圈(quān)密封形式, 如圖(tu)4所示。O形圈裝入(rù)液壓管接頭體(ti)後, 通過裝配旋(xuan)入油口15°内倒角(jiao)受到壓縮後💋變(bian)形, 适用選擇的(de)油口如圖1所示(shì), 在設計此O形圈(quān)密封的📞接頭與(yǔ)💛油口時💔, 表面锪(huō)平沉孔、内倒❗角(jiao)尺寸及螺紋深(shēn)度的連接配合(he)至關重要。

1) 油口(kou)平面沉孔及15°内(nèi)倒角配合要點(diǎn)

(1) 油口沉孔直徑(jìng):d2≥d7+2.2, 且d7>d5

(2) 油口沉孔深(shēn)度:L3≤L5-0.5

表1 15°内倒角尺(chǐ)寸及配合要點(diǎn)

) 15°内倒角與接頭(tóu)配合要點

15°内倒(dao)角的直徑一般(bān)小于管接頭圓(yuán)台直徑, 深度一(yī)般與螺☂️距有關(guān), 見表1。

3) 螺紋深度(dù)配合要點

(1) 油口(kou)内螺紋攻深:L4≥L6+0.5

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

P———螺距

d1———螺紋直徑(jìng)規格

d2———油口锪平(ping)沉孔直徑

d5———油口(kou)15°内倒角的直徑(jìng)

d6———與油口配合的(de)管接頭圓台直(zhi)徑

L2———油口螺紋孔(kong)鑽深

L3———油口锪平(píng)沉孔深度

L4———油口(kou)内螺紋攻深

L5———與(yǔ)油口配合的管(guǎn)接頭六方下端(duān)面至圓台端面(miàn)長度

L6———與油口配(pei)合的管接頭圓(yuan)台下端面至外(wài)螺紋端面⛷️長度(dù)

4.2 外螺紋配合ED密(mì)封

外螺紋配合(he)ED密封形式如圖(tu)5所示, ED彈性密封(feng)圈是被廣泛⭕應(yīng)用于液壓系統(tǒng)的油口密封形(xing)式, 簡易的外形(xing)使其得以快速(sù)方便地安裝, 與(yǔ)O形圈不同的是(shì)ED彈性密封圈不(bú)會在溝槽中扭(niǔ)曲✌️變形。适用油(you)口如圖2所示:在(zài)設計此ED密封的(de)過渡接頭與油(you)口密封時, 表面(miàn)锪平沉孔及螺(luó)紋深度的連接(jiē)配合尺寸至關(guan)重要。

圖5 外螺紋(wén)配合ED密封

1) 油口(kou)平面沉孔配合(hé)要點

(1) 油口沉孔(kǒng)直徑:d4≥d7+1.1

(2) 油口沉孔(kong)深度:L1L5 min-0.5

2) 螺紋深度(du)配合要點

(1) 油口(kǒu)内螺紋攻深:L2≥L6

(2) 油(you)口加工孔鑽深(shēn):L13≥L2 min+2P

d4———油口锪平沉孔(kǒng)直徑

d7———與油口配(pèi)合的管接頭圓(yuán)台直徑

L1———油口锪(huo)平沉孔深度

L2———油(you)口内螺紋攻深(shen)

L13———油口螺紋孔鑽(zuàn)深

4.3 法蘭面帶O形(xíng)圈溝槽的密封(feng)

一般O形密封原(yuán)理如圖6所示, O形(xíng)圈裝入密封槽(cao)後, 其截面📱受到(dao)壓✔️縮後變形。在(zai)無壓力時, 靠O形(xing)圈的彈性🙇‍♀️對接(jiē)👉觸面♍産生預接(jiē)觸壓🌈力, 實現初(chū)始密封, 當密封(feng)腔充入有壓工(gōng)作介質後;在壓(ya)力的作用下, O形(xíng)圈被擠向溝槽(cáo)的一側, 密🔆封面(miàn)上的接觸壓力(lì)上升, 提高了密(mi)封效果。在動密(mì)封中💘, 當壓力大(da)于10 MPa時, O形圈就會(huì)被擠入間隙中(zhōng)而損壞, 為此有(yǒu)時需要在O形圈(quan)低壓🌂測設置四(sì)氟乙烯或尼龍(lóng)制成的擋圈, 如(rú)圖7所示, 其厚📞度(du)為1.25~2.5 mm。雙向受高壓(yā)時, 兩側都要加(jia)擋圈, 且一般在(zài)活塞靜密封中(zhong)運用較多, 而法(fa)蘭是端面密封(feng), 不需加擋圈。

圖(tú)6 O形圈密封原理(lǐ)

圖7 O形圈密封擋(dang)圈設置

1) 法蘭面(mian)配合O形圈密封(feng)原理

這種密封(feng)是用分離式法(fa)蘭片和螺栓進(jin)行壓緊實現軸(zhóu)🏃‍♀️向💯密封, 其密封(fēng)件O形圈是受介(jie)質壓力後, 實現(xiàn)徑向變形, 如圖(tu)8所示。在實現密(mi)封時, 根據系統(tǒng)介質♍所産生壓(yā)力方向的不同(tong), 有受軸向内部(bu)和外部壓力之(zhī)分, 此類密封在(zai)❓工程機械中大(dà)多數是在液壓(yā)🛀系統中的液壓(yā)泵、馬達的進回(hui)油口的軸向密(mi)封形式中采用(yong)。

2) 法蘭面O形圈溝(gōu)槽的設計

法蘭(lan)面密封形式中(zhong)O形圈在安裝時(shí), 必須保證适當(dang)的預壓🚩縮量, 過(guò)小不能密封, 過(guò)大則摩擦力增(zeng)大, 且易于㊙️損壞(huai)🔴。因此, 安裝O形圈(quan)的溝槽的尺寸(cun)設計和表面精(jīng)度需按相關标(biāo)準和手冊♊給出(chu)的🌏數據嚴格保(bao)證。

(1) 軸向密封 (受(shòu)内部壓力) , 壓力(li)從内測:O形圈外(wài)徑壓縮, 如圖9的(de)設計一般是以(yǐ)d9尺寸為作為選(xuǎn)配O形圈的定位(wèi)尺寸, 其❗法蘭溝(gou)槽🈲外徑d9基本尺(chǐ)寸可按下式規(gui)定: