如何為直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)選擇合適的密封件
發(fā)布時(shí)間:
2019-07-23
理解密封的性能并不難，即有效防止泄漏和污染，但是在特定工況下如何有效地做到這一點(diǎn)，卻是另外一回事。 ? 要成功地在液壓油缸中實(shí)現(xiàn)密封，需要平衡各相關(guān)因素之間的微妙關(guān)系，而這些因素影響著動(dòng)態(tài)應(yīng)用中的密封效果，它們包括:潤(rùn)滑和配合表面、 設(shè)計(jì)因素——如形狀，材料和工藝以及環(huán)境因素——如壓力、溫度、時(shí)間、動(dòng)力學(xué)和裝配。 ? ? ? ? 成功第一步 了解潤(rùn)滑的作用是在動(dòng)態(tài)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)成功密封的第一步；?完全潤(rùn)滑的系統(tǒng)會(huì)發(fā)生油膜泄漏，但同時(shí)會(huì)減少摩擦，從而相應(yīng)減少密封件磨損。?相反，在欠缺潤(rùn)滑的系統(tǒng)中，油膜減少，但摩擦和磨損相應(yīng)增加。 ? ??成功第二步 隨著流體壓力增加，密封性能趨于完善；?由于密封表面的系統(tǒng)壓力軸向壓縮密封，將密封件更緊密地壓入溝槽中，使得密封件與溝槽的金屬面更加貼合。?如果密封件設(shè)計(jì)正確，隨著系統(tǒng)壓力的增加，密封力和效率也會(huì)增加。 ? ???成功第三步 密封件耐擠出性是第三個(gè)關(guān)鍵因素；動(dòng)態(tài)系統(tǒng)中的密封件必須能夠抵抗由密封件的壓力側(cè)和非壓力側(cè)之間的壓力差引起的剪切力，剪切力會(huì)把密封件推入相鄰溝槽金屬面之間的間隙，并且密封的材料和幾何形狀必須足夠堅(jiān)固以抵抗破損。 ? ? ? 桿密封 ? 在重載應(yīng)用中，單個(gè)密封元件無(wú)法確保零泄漏和長(zhǎng)期使用壽命。由于液壓油缸的活塞桿直接曝露于外界環(huán)境中，因此預(yù)防泄露至關(guān)重要。 ? 解決方案是串聯(lián)系統(tǒng)。該系統(tǒng)中的每個(gè)密封件都有其特定的功能，并且要保證每個(gè)元件間的相互作用最終能形成一個(gè)高性能的密封系統(tǒng)。 ?活塞桿有效密封系統(tǒng)示意圖 ? ?包括串聯(lián)耐磨環(huán)，橡膠施力雙作用防塵密封，單作用O形圈施力桿密封 ? 串聯(lián)密封系統(tǒng)這里推薦兩種主要配置。第一種是單向聚四氟乙烯滑動(dòng)密封作為第一道密封，帶有單向聚四氟乙烯或聚氨酯滑動(dòng)密封作為第二道密封。它能夠允許一層薄油膜通過(guò)第一道密封，同時(shí)具有杰出的泵回吸能力?？蓪?shí)現(xiàn)零泄漏，低摩擦，減少磨損。另外，上面提及的第二道密封件具有優(yōu)異的滑動(dòng)性能和最大耐磨性。 ? 第二種配置是Buffer Seal，其具有集成擋圈和作為第二道密封的聚氨酯U形圈。比第一種更具成本效益，并且可滿足系統(tǒng)所需要的高耐磨性或壓力變化，升級(jí)以后的 Buffer Seal也可為U形圈提供潤(rùn)滑，避免干摩擦運(yùn)行。 ? 桿用防塵圈 ? 造成密封件和其他部件失效的最常見(jiàn)原因是液壓油污染。建議在動(dòng)態(tài)密封系統(tǒng)中使用O形圈施力的防塵圈和雙唇聚氨酯防塵圈，可根據(jù)污染物類(lèi)型以及整個(gè)系統(tǒng)的防摩擦和減少爬行現(xiàn)象的要求進(jìn)行選擇。 ? O形圈施力防塵圈由聚四氟乙烯或其它熱塑性材料制成，并在溝槽中安裝有彈性O(shè)形圈。O形圈可以使密封唇口和滑動(dòng)面之間保證足夠壓力，補(bǔ)償了活塞桿與導(dǎo)向套之間的偏移，可有效地刮塵 - 甚至是粘附牢固的污垢。 ? 雙唇聚氨酯防塵圈優(yōu)于傳統(tǒng)的彈性體防塵圈，防塵唇的設(shè)計(jì)可有效去除污垢，同時(shí)保留正確工作所需的油膜。向內(nèi)的密封唇口在低壓下可承擔(dān)密封功能，并且通過(guò)防塵圈和溝槽之間的緊徑向力配合實(shí)現(xiàn)靜態(tài)密封。 ? ? 活塞密封件 ? 選擇活塞密封件應(yīng)基于其耐磨性、間隙擠出性、與液壓油的兼容性、工作溫度、滑動(dòng)能力和安裝難易程度。配合面也是一個(gè)關(guān)鍵考慮因素 - 應(yīng)該遵守規(guī)定的限值，因?yàn)樗鼈儠?huì)對(duì)活塞密封件的使用壽命產(chǎn)生極大影響。 ? 對(duì)于動(dòng)態(tài)活塞系統(tǒng)，建議使用三種類(lèi)型的雙向滑動(dòng)密封件：帶有改良橫截面的聚四氟乙烯或聚氨酯密封件，或含集成彈性體元件的聚四氟乙烯基材密封件。選擇何種密封件取決于密封的介質(zhì)和系統(tǒng)所需的摩擦性能。 ? 聚四氟乙烯滑動(dòng)密封件非常適用于低摩擦且無(wú)爬行或存在較大間隙的應(yīng)用。 ? 帶有集成彈性體元件的聚四氟乙烯滑動(dòng)密封件非常適用于需要進(jìn)行隔離不同介質(zhì)或嚴(yán)格控制泄漏的情況。 ? 聚氨酯滑動(dòng)密封件具有高耐磨性，非常適合竄漏嚴(yán)重的情況。 ? 當(dāng)需要防止泄漏的串聯(lián)密封時(shí)，可以在雙向密封件的一側(cè)或兩側(cè)（取決于壓力的方向或變化）添加單向滑動(dòng)密封件或聚氨酯U形圈，以進(jìn)一步防止泄漏并確保介質(zhì)分離。 ?
理解密封的性能并不難，即有效防止泄漏和污染，但是在特定工況下如何有效地做到這一點(diǎn)，卻是另外一回事。
要成功地在液壓油缸中實(shí)現(xiàn)密封，需要平衡各相關(guān)因素之間的微妙關(guān)系，而這些因素影響著動(dòng)態(tài)應(yīng)用中的密封效果，它們包括:潤(rùn)滑和配合表面、 設(shè)計(jì)因素——如形狀，材料和工藝以及環(huán)境因素——如壓力、溫度、時(shí)間、動(dòng)力學(xué)和裝配。
? 成功第一步
了解潤(rùn)滑的作用是在動(dòng)態(tài)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)成功密封的第一步； 完全潤(rùn)滑的系統(tǒng)會(huì)發(fā)生油膜泄漏，但同時(shí)會(huì)減少摩擦，從而相應(yīng)減少密封件磨損。 相反，在欠缺潤(rùn)滑的系統(tǒng)中，油膜減少，但摩擦和磨損相應(yīng)增加。
? 成功第二步
隨著流體壓力增加，密封性能趨于完善； 由于密封表面的系統(tǒng)壓力軸向壓縮密封，將密封件更緊密地壓入溝槽中，使得密封件與溝槽的金屬面更加貼合。 如果密封件設(shè)計(jì)正確，隨著系統(tǒng)壓力的增加，密封力和效率也會(huì)增加。
? 成功第三步
密封件耐擠出性是第三個(gè)關(guān)鍵因素；動(dòng)態(tài)系統(tǒng)中的密封件必須能夠抵抗由密封件的壓力側(cè)和非壓力側(cè)之間的壓力差引起的剪切力，剪切力會(huì)把密封件推入相鄰溝槽金屬面之間的間隙，并且密封的材料和幾何形狀必須足夠堅(jiān)固以抵抗破損。
桿密封
在重載應(yīng)用中，單個(gè)密封元件無(wú)法確保零泄漏和長(zhǎng)期使用壽命。由于液壓油缸的活塞桿直接曝露于外界環(huán)境中，因此預(yù)防泄露至關(guān)重要。
解決方案是串聯(lián)系統(tǒng)。該系統(tǒng)中的每個(gè)密封件都有其特定的功能，并且要保證每個(gè)元件間的相互作用最終能形成一個(gè)高性能的密封系統(tǒng)。
串聯(lián)密封系統(tǒng)這里推薦兩種主要配置。第一種是單向聚四氟乙烯滑動(dòng)密封作為第一道密封，帶有單向聚四氟乙烯或聚氨酯滑動(dòng)密封作為第二道密封。它能夠允許一層薄油膜通過(guò)第一道密封，同時(shí)具有杰出的泵回吸能力?？蓪?shí)現(xiàn)零泄漏，低摩擦，減少磨損。另外，上面提及的第二道密封件具有優(yōu)異的滑動(dòng)性能和最大耐磨性。
第二種配置是Buffer Seal，其具有集成擋圈和作為第二道密封的聚氨酯U形圈。比第一種更具成本效益，并且可滿足系統(tǒng)所需要的高耐磨性或壓力變化，升級(jí)以后的 Buffer Seal也可為U形圈提供潤(rùn)滑，避免干摩擦運(yùn)行。
桿用防塵圈
造成密封件和其他部件失效的最常見(jiàn)原因是液壓油污染。建議在動(dòng)態(tài)密封系統(tǒng)中使用O形圈施力的防塵圈和雙唇聚氨酯防塵圈，可根據(jù)污染物類(lèi)型以及整個(gè)系統(tǒng)的防摩擦和減少爬行現(xiàn)象的要求進(jìn)行選擇。
O形圈施力防塵圈由聚四氟乙烯或其它熱塑性材料制成，并在溝槽中安裝有彈性O(shè)形圈。O形圈可以使密封唇口和滑動(dòng)面之間保證足夠壓力，補(bǔ)償了活塞桿與導(dǎo)向套之間的偏移，可有效地刮塵 - 甚至是粘附牢固的污垢。
雙唇聚氨酯防塵圈優(yōu)于傳統(tǒng)的彈性體防塵圈，防塵唇的設(shè)計(jì)可有效去除污垢，同時(shí)保留正確工作所需的油膜。向內(nèi)的密封唇口在低壓下可承擔(dān)密封功能，并且通過(guò)防塵圈和溝槽之間的緊徑向力配合實(shí)現(xiàn)靜態(tài)密封。
活塞密封件
選擇活塞密封件應(yīng)基于其耐磨性、間隙擠出性、與液壓油的兼容性、工作溫度、滑動(dòng)能力和安裝難易程度。配合面也是一個(gè)關(guān)鍵考慮因素 - 應(yīng)該遵守規(guī)定的限值，因?yàn)樗鼈儠?huì)對(duì)活塞密封件的使用壽命產(chǎn)生極大影響。
對(duì)于動(dòng)態(tài)活塞系統(tǒng)，建議使用三種類(lèi)型的雙向滑動(dòng)密封件：帶有改良橫截面的聚四氟乙烯或聚氨酯密封件，或含集成彈性體元件的聚四氟乙烯基材密封件。選擇何種密封件取決于密封的介質(zhì)和系統(tǒng)所需的摩擦性能。
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聚四氟乙烯滑動(dòng)密封件非常適用于低摩擦且無(wú)爬行或存在較大間隙的應(yīng)用。
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帶有集成彈性體元件的聚四氟乙烯滑動(dòng)密封件非常適用于需要進(jìn)行隔離不同介質(zhì)或嚴(yán)格控制泄漏的情況。
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聚氨酯滑動(dòng)密封件具有高耐磨性，非常適合竄漏嚴(yán)重的情況。
當(dāng)需要防止泄漏的串聯(lián)密封時(shí)，可以在雙向密封件的一側(cè)或兩側(cè)（取決于壓力的方向或變化）添加單向滑動(dòng)密封件或聚氨酯U形圈，以進(jìn)一步防止泄漏并確保介質(zhì)分離。
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