活塞杆用密封结构与密封圈常识
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活塞杆用密封结构与密封圈常识

来源:东莞市东晟密封件科技有限企业 - www.dshmf.com更新时间:2015-03-27

    活塞杆用密封结构与密封圈是往复运动实行机构中的关键零部件。它不仅关系到泄漏问题,而且还将影响到整个机器设备的性能与寿命。

  活塞杆在往复运动实行机构中,主要承受一定的轴向力,并以一定的速度往复运动来对外作功。随着科学技术与工业的发展,对往复运动的要求愈来愈高,特别是在高压、高速运动的情况下,活塞杆用密封结构与密封圈问题显得尤为重要。大家在工程设计中,多次采用了高压、高速、低摩擦力的杆用密封结构与密封圈,现先容如下。 

一、常用的活塞杆用密封结构与密封圈

 

  常用活塞杆用密封结构与密封圈如图1所示,密封圈材质与使用条件见表1

1

1 密封圈材质与使用条件

类型

使用条件

材质

工作温度/


允许速度
/m . s-1



工作压力
/MPa


1

O形圈

氯丁

-30°+110°

≤0.5

≤5

丁睛

-40°+110°

≤0.5

≤5

氟橡胶

-40°+200°

≤0.5

≤5

2

O+档圈

氟橡胶

-40°+200°

≤0.5

≤35

3

Y形圈

聚胺脂

-40°+80°

≤0.5

≤16

丁睛+纤维

-35°+100°

≤1

≤20

4

YX形圈

聚胺脂

-40°+80°

≤0.5

≤16

丁睛+纤维

-35°+100°

≤1

≤31.5

5

V形圈

丁睛+纤维

-35°+100°

≤1

≤40

  由表1可以看出,常用的杆用密封结构与密封圈其允许运动速度都比较低,因此广泛用于运动速度要求不高的场合,如工程机械、冶金设备及轻工、农业机械的液压设备中。

二、高压、高速、低摩擦活塞杆用密封结构与密封圈

  随着能源、矿山、冶金、铁路、公路及建筑工业的发展,常常遇到高压、高速、低摩擦活塞杆用密封结构与密封圈。它们通常被称为组合式密封。如图2和表2所示。

2

2 活塞杆用密封圈

序号

工作条件

类型

材质

工作温度/


允许速度
/m . s-1



工作压力
/MPa


1

斯特封

填充聚四氟乙烯

-50°+225°

≤15

≤70

2

格来圈

填充聚四氟乙烯

-50°+225°

≤15

≤70

3

斯来圈

填充聚四氯乙烯

-50°+225°

≤15

≤70

  这种密封结构的特点:
  (1)为组合式密封,由O形圈产生预应力,对初始状态及工作中起补偿作用。
   (2)摩擦力小,由于填充如石墨、铜粉、碳钎维、玻钎等添加剂,降低了摩擦阻力,提高了耐磨性,其摩擦系数f<004
  (3)允许线速度高,v≤15m/s
  (4)耐高压。
  (5)泄漏小,具有泵吸功能,如图3所示。

 

3

  (6)活塞杆杆径范围大,最大杆径1000mm
  图3所示为密封件与活塞杆接触应力分布。在高压一侧应力分布集中,压力梯度大;而当活塞杆返回时,应力分布比较平缓,此时斯特封后部楔角的作用,由液动压力产生了一个附加的返回压力(泵吸功能)使被泄漏在间隙中的油液又被吸回工作系统中,从而减小了泄漏。
  图23为斯来圈与斯特封组合应用,它避免了金属之间的接触,提高了支承能力并能承受一定的侧向力,摩擦力小,适于高压,高速系统,经试验得到证实。

三、实例

  对活塞杆杆径分别为253295的三种不同的缸体与活塞杆,采用了如图2所示斯特封组合密封结构,密封件采用美国霞板组合密封。测得数据如表3所示。

3

杆径

杆径公差

试验压力/MPa

泄漏


零压下静磨擦力
(四道密封)/N


25

20

0

≤320

≤180

32

20

0

≤430

≤300

95

20

0

≤32000

≤1800

  由表3可以看出,在杆径名义尺寸相同的情况下,活塞杆上的摩擦力与杆径公差关系重大。尽管公差的范围很小,但摩擦力相差一倍左右,它反应了装配后的预紧力大小,也从另一方面说明,活塞杆的配合公差选择是不可忽视的,应根据不同厂商的要求确定活塞杆杆径的配合公差。
  总之,选择什么样的活塞杆用密封结构与密封圈应综合考虑以下因素:
  (1)活塞杆的运动速度大小;
  (2)工作压力的大小;
  (3)密封圈对活塞杆配合公差及沟槽尺寸的要求;
  (4)活塞杆的起动摩擦力大小;
  (5)允许泄漏量;
  (6)工作温度;
  (7)工作介质粘度。


东莞市东晟密封件科技有限企业

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