液压密封件选配方法浅析

液压密封件选配方法浅析

工程机械配件管理中，如何正确选配液压密封件是保证工程机械液压系统正常工作的重要环节。工作实践经验表明，通过分析液压系统对密封件的要求，掌握液压密封件的技术性能、密封机理、使用特性，并根据要求合理选用密封件，是确保液压系统机械性能的有效方法。
　　1 液压密封件选用过程中存在的问题
　　在福铁建设集团甚至许多机械使用单位的液压密封件管理过程中，普遍存在对液压密封件相关知识掌握不足,缺乏对液压系统的认识。因此在密封件的发放及使用过程中，常出现密封件选用不当、替代品使用不合理、型号错误等,造成液压系统丧失密封作用的不良后果。
　　2 分析液压系统，明确对密封件的特性要求
　　2.1液压系统分析 
　　要正确选用液压密封件，通过液压系统分析，明确液压系统的工作要求是关键。以液压缸工作系统为例（如图1），第一道密封称为系统主密封，主密封承受系统压力。第二道密封称为系统副密封，在正常工作情况下，副密封不承受压力或只承受很低的压力。系统主密封的润滑性能应该比较好，应该能允许一定厚度的油膜通过，保证在高压工况下仍有较低的摩擦磨损。系统副密封的低压密封性能应该比较优秀，能挡住通过系统主密封的油膜，保证外泄漏为零。副密封的压力很低或没有压力，即使润滑不好，摩擦磨损仍很低。系统主密封还应具有较强的回油能力，带出的油膜能在活塞杆回程时被重新泵回系统内部，维持动态平衡，防止系统背压的形成。密封系统主密封和副密封通过其分工，即主密封在比较理想的润滑状态下将系统的压力降下来，副密封在低压或无压力的状况下实现对外部的零泄漏，同时实现低摩擦、低磨损。 密封系统实现低摩擦和零泄漏，关键在于选择恰当的元件作主密封和副密封。如果是随意把两个元件串联起来组成密封系统，起不到预期的效果，并有“副作用”---- 即背压的形成，性能可能还不如使用单个密封件。

2.2 明确密封件的特性要求
　　主密封承受系统高压，应具有下列特性(见图2)：(1)耐高压，密封件的材料应该有高的机械强度。(2)低摩擦磨损，密封件的材料应该有较低的摩擦系数和较高的耐磨性，密封件的设计保证它在较好的润滑工况下工作。(3)回油能力强，保证带出的油膜在回程时能带回系统内部，实现动态平衡，防止背压的形成。(4)泄压功能，即密封件有单向阀的功能，在系统压力较低或降为零时，万一已经形成的背压能马上降下来，防止困油现象的出现。
　　副密封作为第二道密封，承受低压或不承受压力，主要功能是挡住通过主密封的油膜，实现零泄漏，副密封应具有下列特性：(1)低压密封性能好。(2)低压时摩擦磨损小。(3)能短时间承受系统高压，即在恶劣工况下形成背压时，也能可靠地工作。
　　3 区分密封件密封机理和具有的使用特性
　　液压密封件的种类繁多，根据各自不同的特性选用符合要求的密封件是关键步骤。工程机械上常用的液压密封件通常可以归纳为自封式压紧型液压密封件、唇形密封件两大类。
　　3.1 压紧形密封件
　　主要是○形密封圈,圆形密封圈和方形密封圈等。它们是液压传动系统中广泛应用的动密封元件和静密封元件。它们安装在密封槽内通常产生10%～25%的径向压缩变形，并对密封表面产生较高的初始接触应力，从而阻止无压力液体的泄漏。液压缸工作时，压力液体挤压自封式压紧型液压密封件，使之进一步变形，并对密封表面产生较大的随压力液体的压强增高而增高的附加接触应力，并与初始接触应力一起共同阻止压力液体的泄漏。但当工作压力大于10MPa时，为了避免合成橡胶质自封式压紧型液压密封件的一部分被挤入密封间隙而在液压缸往复运动中被切掉而造成泄漏，须在合成橡胶质自封式压紧型液压密封件的受压侧各设置一合成树脂挡圈，如尼龙挡圈、聚甲醛挡圈和填充聚四氟乙烯挡圈。
　　3.2 唇形密封件
　　主要是由○形密封圈与方形密封圈、U形密封圈、Y形密封圈、YX形密封圈及其他特殊形状的液压密封圈的叠加使用构成的。
　　V形密封圈的密封性能较好，可根据工作压力的大小来确定所用密封圈的数目，通常须借助于压盖的调整来补偿密封圈的磨损量，其致命的弱点是结构复杂，通常须由支承环、密封圈和压环三部分组成，其摩擦阻力较大并随工作压力和密封圈数目的增大而增大。因此V形密封圈仅适宜于运动速度较低而工作压力较高的液压缸采用。
　　U形密封圈的密封性能较好，但单独使用时极易翻滚，因此需与锡青铜质支承环配套使用，其摩擦阻力较大并随工作压力的升高而增大。因此Ｕ形密封圈仅适宜于工作压力较低或运动速度较低的液压缸采用。 
　　Y形密封圈是依靠其张开的唇部紧贴于密封表面而保持密封的，通常可单独使用，其密封性能较好，摩擦阻力较小，耐压性能好，工作稳定性好，使用寿命长。因此Y形密封圈适宜于高速变压、大缸径、大行程的液压缸采用。如图2中的副密封可选用。

　　YX形密封圈是截面高度与宽度之比大于２并且工作唇与非工作唇不等高的Y形密封圈，它分为孔用YX形密封圈和轴用YX形密封圈，其密封性能一样，除具有Y形密封圈的一切优点外，YX形密封圈单独使用时决不翻滚，进一步提高了其耐压性及工作稳定性。因此YX形密封圈特别适宜于高压、高速变压及快速运动的液压缸采用。如图2中的主密封可选用此类。
　　4 总结 
　　工程机械物资管理人员在液压密封管理选配工作过程中，只有深刻分析系统工作原理和要求，熟练掌握各类液压密封件的结构形式、密封机理、材质特性、主要性能用途等，才能在维修过程中为正确选配符合要求的液压密封件，确保工程机械运转正常，提高企业经济效益。