如何減小液壓油缸的故障率

作為液壓油缸，你對油缸技術(shù)的各個方面一般都很精通，但對密封技術(shù)了解不多。一般廠家只知道怎么用，不一定知道密封原理，密封件的動態(tài)變化，密封件在油缸中是如何工作的。油缸制造商必須了解密封技術(shù)，才能根據(jù)不同的技術(shù)要求選擇不同的密封件。密封件制造商還必須了解油缸的工作原理，并采用不同的設(shè)計來滿足油缸的技術(shù)要求，因此需要油缸制造商和密封件制造商密切合作，以降低油缸故障的概率。

首先說說液壓密封(唇形密封)的幾種狀態(tài)。

(1)未安裝密封件時，有四種尺寸，每個人都可以看到，并用量具測量。這四個尺寸是:密封根部的內(nèi)徑、根部的外徑、唇部的內(nèi)徑和唇部的外徑。

(2)當密封件安裝在凹槽中且不工作時，凹槽的尺寸保持不變，但密封件的尺寸已經(jīng)完全改變。四種尺寸為:密封根部外徑和外唇直徑同時變化為凹槽外徑；內(nèi)唇直徑為活塞桿直徑，根部內(nèi)徑為密封件與活塞桿間隙加上活塞桿直徑。

(3)當油缸開始工作并加壓時，密封件的工作狀態(tài)是:內(nèi)外唇緊貼內(nèi)外壁，稍向后移動。密封的根部被向后壓。隨著壓力的增大，液壓油對密封件的作用力也隨之增大，密封件的整體變形也隨之增大。當工作循環(huán)完成，油缸內(nèi)無壓力時，密封恢復(fù)原狀。反復(fù)變形，反復(fù)恢復(fù)，直到密封唇的有效量完全喪失，密封不損壞。

二、氣缸槽尺寸公差和密封配合

(1)往復(fù)密封有多種形式，包括L型、U型、V型、Y型等。大部分都是唇形密封。

(2)往復(fù)唇形密封廣泛應(yīng)用于液壓系統(tǒng)的往復(fù)油缸。這種密封件的壓力面為唇形，安裝時有很小的干涉，使唇部與密封面充分接觸，產(chǎn)生密封效果。油缸工作時，接觸力和接觸面積隨著壓力的增加而增加，密封性能隨著壓力的增加而提高。然而，當氣缸返回時，壓力降低，接觸面積和接觸力減小，密封性能降低。這個嘴唇的操作過程類似于人的呼吸過程。此外，這個過程也起到潤滑嘴唇的作用。

(3)世界各國的密封件制造商對溝槽尺寸的公差和粗糙度都有嚴格的要求。因此，油缸制造商必須嚴格按照公差和粗糙度要求生產(chǎn)油缸。如果油缸沒有按要求生產(chǎn)，會出現(xiàn)三種情況:

第一，如果槽太深，會出現(xiàn)兩種情況:

a、密封根與槽的間隙變大，會使密封根不穩(wěn)定。

B.密封唇與密封面的干涉越小，密封件的回彈力越小，活塞桿跳動時低壓漏油的故障率越高。

第二，凹槽太淺，也會產(chǎn)生兩種情況:

a、油封唇口與密封面的干涉增大，接觸面積增大，導(dǎo)致摩擦力增大。油缸回位時，密封唇得不到有效潤滑，發(fā)熱量增大，加速了密封唇的損壞。

b、導(dǎo)致密封根部間隙變小，結(jié)果油缸受壓時密封根部被擠壓的概率增大。

三.油缸粗糙度

如果液壓油缸的粗糙度超過要求，也會導(dǎo)致兩種情況:

a、會導(dǎo)致密封件內(nèi)外唇之間的摩擦力增加，并加速唇的損壞速度。

B.隨著密封件與油缸各接觸表面積油量的增加，漏油的可能性增大。

三.密封件和墊圈的選擇:

液壓油缸有不同的技術(shù)要求，不同技術(shù)要求的密封件必須根據(jù)油缸的技術(shù)要求生產(chǎn)。

1.如果油缸需要25兆帕以上的壓力、0-0.5米/秒的速度和80℃的油溫

要滿足上述條件，密封件必須滿足以下技術(shù)要求:

(1)密封的硬度為92~97度。氣缸壓力越高，密封件的硬度越大。

(2)密封唇的線速度必須為0.5m/秒。

(3)密封件的耐熱性必須滿足-30℃~110℃的溫度。由于密封唇接觸面的溫度高于液壓油的溫度，因此密封的選擇必須能承受110℃。有些地方氣溫在-30℃左右，所以密封件的選擇要耐-30℃的低溫。

(4)只能使用特殊密封件，如軸封?；钊荒苡没钊麑Ｓ妹芊饧芊?，不能用軸活塞兩用密封件密封。因為兩用密封的根部寬度小于專用密封的根部寬度。高壓時，兩用密封根部變形較大，而相同壓力時，專用密封根部較寬，壓縮變形較小，被活塞桿擠壓的可能性變小。

(5)密封根部應(yīng)加墊片。為什么要加墊片？墊片的硬度是多少？由于氣缸壓力在25MPa以上，密封件的高度決定了密封件根部的變形，即擠壓間隙的大小。因為墊片也有硬度和變形，而墊片等于減少了密封件的變形，所以當密封件處于高壓下時，根部減少了與活塞桿或氣缸內(nèi)壁摩擦的可能性，從而減少了密封件根部被擠壓損壞的幾率。墊片硬度與壓力的關(guān)系是壓力越大，硬度越大。

2.如果油缸需要低于25兆帕的壓力、0.5米/秒的速度和80℃的油溫

要滿足上述條件，印章必須滿足以下要求:

(1)密封件的硬度為85~92度，因為硬度越低，密封件的彈性越好。

(2)速度和溫度要求與25MPa以上的壓力要求相同。

(3)密封件的選擇，可選擇專用和兩用密封件。

四.高壓油缸和低壓油缸的常見問題，低壓漏油

漏油有兩種:一種是活塞桿漏油，可以看到；另一個是油缸泄漏，看不見。兩者有一個共同點，就是低壓漏油。一般由以下三種情況引起:

在第一種情況下，密封件的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致低壓油泄漏。

首先分析密封唇與油缸的關(guān)系(以軸封為例)。

(1)軸封有內(nèi)外唇，外唇安裝在槽內(nèi)與外壁接觸，內(nèi)唇與活塞桿表面接觸，兩唇有一干涉，等于兩個接觸周面，也產(chǎn)生兩個周向回彈力。下面描述如何確定接觸圓周面積和圓周力的大小。

(2)密封件的內(nèi)唇和外唇都有兩個切割角。因為同一密封件的內(nèi)外唇緣之間的干涉是恒定的，所以切割角的角度決定了兩個唇緣的內(nèi)外接觸圓周面積的大小。圓周力的大小由密封材料的硬度、凹槽的深度和唇部的干涉決定。

(3)對上述兩種情況進行分析，密封件的兩個唇部有兩個接觸周面。內(nèi)外圓周面上的力是否均勻分布，意味著兩個圓周面上的力不可能為零。如果某一點上的力為零，就會漏油。

假設(shè):活塞桿跳動時，一個唇會被擠壓，另一個唇力會減小。減小的唇力必須自動跟蹤，以防止力為零。一旦活塞桿跳得太多，無法跟蹤修復(fù)能力，就會產(chǎn)生零力，導(dǎo)致漏油。高壓時，兩個嘴唇的張力會增加，修復(fù)跟蹤能力強，所以高壓漏油的可能性很小。

根據(jù)分析，密封的結(jié)構(gòu)設(shè)計是導(dǎo)致低壓漏油的一個關(guān)鍵方面。

在第二種情況下，密封件內(nèi)外唇接觸面的粗糙度會導(dǎo)致漏油。因為在油缸工作的過程中，整個密封件一直在輕微移動。如果粗糙度太大，油會沉積在表面。當壓力較低時，密封將恢復(fù)到原來的狀態(tài)，積聚的油將留在溢油側(cè)。長期使用后，機油會從油缸中溢出。

第三種情況，一些密封件在上半年后開始漏油。主要原因是:密封唇老化，老化過程包括機油老化和溫度老化。衰老的過程就是兩個嘴唇的力度逐漸減小的過程。如果作用力減小到一定程度，就會發(fā)生漏油，所以油缸廠家要慎重選擇密封件，關(guān)鍵是密封件的內(nèi)部質(zhì)量。