引言(yan)

密封裝置是保證(zheng)液壓與氣壓系統(tǒng)正常工作的最基(ji)本也是最重要的(de)裝置, 主要用來防(fang)止液體或氣體的(de)📞洩漏。良好的密封(fēng)是液壓系統能夠(gòu)傳遞動力、正常工(gōng)作的保證。如果密(mi)封不好, 将會造成(cheng)系統和元件的洩(xiè)漏加大, 使系統壓(yā)力和容積效率降(jiàng)低, 造成能量的損(sǔn)失, 嚴重時會導緻(zhì)液壓系統的油液(ye)外洩污染環境, 因(yin)📧此正确地設計液(ye)壓系統的連接管(guǎn)接頭及油口的密(mì)封形式非常重要(yào)。

1 液壓系統密封裝(zhuang)置的要求

(1) 具有良(liang)好的密封性, 即有(yǒu)适宜的彈性, 能補(bu)償所密封🈲表面在(zài)制💰造上的誤差與(yǔ)工作中的磨損, 并(bing)随着壓力的增大(da)自動地提高密封(feng)程度;

(2) 具有良好的(de)穩定性, 即油液浸(jin)泡對其形狀尺寸(cùn)的變🏃🏻‍♂️化影響要小(xiao), 溫度對其彈性和(hé)硬度的變化影響(xiǎng)也要小;

(3) 摩擦力小(xiǎo), 運動靈活, 工作壽(shòu)命長;

(4) 結構簡單, 制(zhì)造、使用、維修簡便(biàn)。

2 密封件主要基礎(chu)材料

常用的液壓(ya)系統密封材料有(yǒu)以下幾種

(1) 丁腈橡(xiang)膠NBR耐油橡膠, 具有(you)良好的彈性與耐(nai)磨性, 工作溫度一(yi)般為-20~100℃, 有一定的強(qiang)度, 摩擦系數較大(dà)。适用🌈範圍:液壓油(you)、脂肪油、碳氫化合(he)物潤滑油、動植油(yóu)、水、丁烷、壓縮氣體(ti)✍️等;

(2) 氟橡膠FKM耐高溫(wen), 耐油橡膠, 工作溫(wēn)度一般為-15~240℃, 有一定(ding)的強度, 摩擦系數(shù)較大。适用範圍:油(yóu)料、臭氧、惡劣天氣(qi)、液壓流體、化學溶(róng)劑、不易燃的油料(liào)和化學産品🏃等;

(3) 矽(xi)橡膠VMQ耐高、低溫且(qiě)抗酸和弱堿腐蝕(shí), 絕緣性能良好🏃‍♀️的(de)橡膠🐪, 工作溫度一(yi)般為-60~250℃。适用範圍:低(dī)溫或高溫、惰性氣(qì)體、酸和弱堿、臭氧(yang)。

3 常用液壓管接頭(tóu)密封油口的類型(xing)

在工程機械主機(jī)産品的液壓系統(tong)中常見的與管接(jiē)頭相配合的油口(kǒu)有以下幾種類型(xíng):

3.1 公制、美制及英制(zhi)螺紋柱端帶锪孔(kong)溝槽的O形圈密封(feng)15°内倒角油✂️口結構(gou)

15°内倒角油口類型(xíng)在液壓管路中的(de)泵 (執行元件) 、馬達(dá) (動力裝置) 的進出(chū)油口的設計方案(an)中比較常用如圖(tú)1所示👈, 其螺紋形式(shì)由泵、馬達的生産(chǎn)廠商根據不同标(biāo)❌準, 公制螺紋(ISO 6149-1标準(zhǔn))、美制統一螺🧑🏽‍🤝‍🧑🏻紋 (ISO 11926-1标(biāo)準) 、英制管螺紋 (JIS B2351标(biāo)準) 連接, 密封形式(shì)是采用O形圈密封(fēng)。

3.2 公制、英制螺紋柱(zhu)端彈性密封圈或(huò)金屬對金屬密封(fēng)的平油口結構

這(zhè)種油口在液壓管(guan)路中的閥、合流塊(kuài)、泵等靜密封的進(jin)出油💔口🤞的設計方(fāng)案中常用, 如圖2所(suo)示。其加工過程相(xiàng)對⭕15°内倒角油口比(bǐ)較簡便, 隻是加工(gōng)完内螺紋後, 再對(duì)油口锪平一個淺(qiǎn)沉确保管接頭與(yu)油口密封面之間(jiān)的垂直度要求, 使(shǐ)管接頭和ED墊圈與(yu)油口的锪平面完(wan)全貼合, 形🙇🏻成密封(fēng), 減少連接面的滲(shèn)🏃‍♂️漏。

平油口的螺紋(wén)形式生産廠商根(gēn)據不同标準, 有公(gōng)☂️制螺紋 (GB/T 19674.1标準) 、英制(zhì)管螺紋 (ISO1179-1标準)連接(jie), 密封形式是采用(yòng)ED彈性密封圈密封(feng), 或用管接頭與油(you)口之間的尖角密(mi)封。

圖2 平油口

3.3 英制(zhi)錐管螺紋密封、美(mei)制NPT錐管螺紋油口(kǒu)結構

(1) 英制55°牙型角(jiao)錐管螺紋密封油(yóu)口結構:也稱用螺(luo)紋😘密封的油口🌈, 如(ru)圖3所示。這種螺紋(wen)極限尺寸及公差(cha)符合☁️GB/T 7306規定✂️, 與管接(jie)頭😍連接時不需加(jiā)填料或使用密封(fēng)介質就能防止滲(shèn)漏☀️, 其中圓🌈錐内螺(luó)紋油和圓錐外螺(luo)紋接頭連接可在(zai)高溫及高壓下采(cǎi)🌈用;

(2) 美制60°牙型角錐(zhui)管螺紋NPT密封油口(kou)結構:如圖3所示, 極(ji)限尺寸及公差符(fu)合GB/T 12716規定, 其主要用(yòng)于燃油和潤滑✍️油(you)管路接頭的油口(kou), 同時🏃🏻‍♂️也适于高溫(wen)、高壓系統。

4 液壓系(xi)統密封的管接頭(tou)及油口端選擇

4.1 外(wài)螺紋接頭配合O形(xing)圈密封

外螺紋接(jie)頭配合O形圈密封(feng)形式, 如圖4所示。O形(xíng)圈裝入液⛷️壓管接(jie)頭體後, 通過裝配(pei)旋入油口15°内倒角(jiǎo)受到壓縮後變形(xing)✏️, 适用選擇的油口(kou)如圖1所示, 在設計(jì)此O形圈密封的接(jiē)頭與油口時, 表面(miàn)锪平沉孔、内倒角(jiǎo)尺寸及螺紋深度(dù)的連接配合至關(guan)重要。

1) 油口平面沉(chen)孔及15°内倒角配合(he)要點

(1) 油口沉孔直(zhí)徑:d2≥d7+2.2, 且d7>d5

(2) 油口沉孔深(shēn)度:L3≤L5-0.5

表1 15°内倒角尺寸(cun)及配合要點

) 15°内倒(dǎo)角與接頭配合要(yao)點

15°内倒角的直徑(jing)一般小于管接頭(tou)圓台直徑, 深度一(yī)般與🙇‍♀️螺距有關, 見(jiàn)表1。

3) 螺紋深度配合(hé)要點

(1) 油口内螺紋(wen)攻深:L4≥L6+0.5

(2) 油口加工孔(kǒng)鑽深:L2≥L4min+ (1.5~2) P

P———螺距

d1———螺紋直(zhi)徑規格

d2———油口锪平(ping)沉孔直徑

d5———油口15°内(nei)倒角的直徑

d6———與油(yóu)口配合的管接頭(tóu)圓台直徑

L2———油口螺(luó)紋孔鑽深

L3———油口锪(huō)平沉孔深度

L4———油口(kou)内螺紋攻深

L5———與油(yóu)口配合的管接頭(tóu)六方下端面至圓(yuan)台端面長度

L6———與油(you)口配合的管接頭(tóu)圓台下端面至外(wài)螺紋端面🚶‍♀️長度

4.2 外(wài)螺紋配合ED密封

外(wai)螺紋配合ED密封形(xing)式如圖5所示, ED彈性(xing)密封圈是被廣泛(fan)應用于液壓系統(tong)的油口密封形式(shì), 簡易的外🙇‍♀️形使⛱️其(qí)得✨以快速方便地(dì)安裝, 與O形圈不同(tóng)的是ED彈性密封圈(quan)不會在溝槽📧中扭(niǔ)曲變形。适用油口(kou)如圖2所示:在設♋計(jì)此ED密封的過渡接(jie)頭與油口密封時(shi), 表面锪平沉孔😍及(ji)螺紋深度的連接(jie)配合♈尺寸至關重(zhòng)要。

圖5 外螺紋配合(hé)ED密封

1) 油口平面沉(chén)孔配合要點

(1) 油口(kǒu)沉孔直徑:d4≥d7+1.1

(2) 油口沉(chen)孔深度:L1L5 min-0.5

2) 螺紋深度(dù)配合要點

(1) 油口内(nèi)螺紋攻深:L2≥L6

(2) 油口加(jia)工孔鑽深:L13≥L2 min+2P

d4———油口锪(huō)平沉孔直徑

d7———與油(yóu)口配合的管接頭(tóu)圓台直徑

L1———油口锪(huō)平沉孔深度

L2———油口(kǒu)内螺紋攻深

L13———油口(kǒu)螺紋孔鑽深

4.3 法蘭(lán)面帶O形圈溝槽的(de)密封

一般O形密封(feng)原理如圖6所示, O形(xíng)圈裝入密封槽後(hòu), 其截面受到壓♉縮(suo)後變形。在無壓力(lì)時, 靠O形圈的彈性(xìng)對接觸面産生預(yù)接觸壓力, 實現初(chu)始密封, 當密封腔(qiang)充入☔有壓工作介(jie)質後;在壓力的作(zuò)用下, O形圈被擠向(xiang)溝槽的一側, 密封(fēng)面上的接觸壓力(li)上升, 提高了密封(fēng)效果。在動密封中(zhōng), 當壓力大于10 MPa時, O形(xíng)圈就會㊙️被擠入間(jian)隙中而損壞, 為此(cǐ)有時需要在O形圈(quān)低壓測設置四💛氟(fu)乙烯或尼龍制成(cheng)的擋圈, 如圖7所示(shì), 其厚度為1.25~2.5 mm。雙向受(shou)高壓時, 兩側都要(yào)加擋圈, 且一般在(zài)✉️活塞靜密封中運(yùn)用較多, 而法蘭是(shì)端面密封, 不需♍加(jiā)擋圈。

圖6 O形圈密封(fēng)原理

圖7 O形圈密封(fēng)擋圈設置

1) 法蘭面(mian)配合O形圈密封原(yuan)理

這種密封是用(yong)分離式法蘭片和(he)螺栓進行壓緊實(shí)現軸向密封, 其密(mì)封件O形圈是受介(jie)質壓力後, 實現徑(jing)向變形, 如圖✂️8所示(shi)。在實現密封時, 根(gen)據系統介質所産(chǎn)生壓力方向的不(bú)同, 有受軸向内部(bu)和外部壓力之分(fen), 此👅類密封在工程(chéng)機械中大多數是(shi)在液壓系統中的(de)液壓泵、馬達的進(jin)回油口的軸向密(mi)封形式中采用。

2) 法(fǎ)蘭面O形圈溝槽的(de)設計

法蘭面密封(feng)形式中O形圈在安(ān)裝時, 必須保證适(shi)當的💃🏻預壓縮量, 過(guo)小不能密封, 過大(da)則摩擦力增大, 且(qie)易于損壞。因此, 安(an)裝O形圈的溝槽的(de)尺寸設計和表🈲面(miàn)精度需按相關标(biāo)準和手冊給出的(de)數據嚴格保證。

(1) 軸(zhou)向密封 (受内部壓(yā)力) , 壓力從内測:O形(xíng)圈外徑壓縮, 如圖(tú)9的設計一般是以(yǐ)d9尺寸為作為選配(pèi)O形圈的定💃🏻位尺寸(cùn), 其法蘭溝槽外徑(jìng)d9基本尺寸可按下(xia)式規定: