液压元件与系统 第3版 教学课件 李壮云 21_第二十一章　液 压 辅 件.pptx

ZW,主编,第二十一章　液 压 辅 件,第一节　液压密封装置第二节　蓄　能　器第三节　油　　箱第四节　冷　却　器第五节　液压管路及接头,第一节　液压密封装置,一、密封件的分类和要求二、O形密封圈三、唇形密封圈四、同轴密封圈(橡塑组合滑环密封)及支承环五、油封及橡塑组合旋转密封圈六、机械密封七、防尘圈,一、密封件的分类和要求,1.密封件的分类2.对密封装置的基本要求3.常用密封件材料,1.密封件的分类,(1)静密封　相对静止的结合面之间的密封称为静密封静密封一般不允许有泄漏在液压元件及系统中常用的静密封件有O形圈、各种垫片以及密封带、密封胶等2)动密封　相对运动的结合面之间的密封称为动密封按照运动形式的不同，动密封可分为往复运动密封和旋转运动密封1.密封件的分类,1.密封件的分类,2.对密封装置的基本要求,1)在一定的压力和温度范围内具有良好的密封性能2)为避免出现运动件卡紧或运动不均匀现象，要求密封装置的摩擦阻力小，摩擦因数稳定3)磨损少，工作寿命长，磨损后在一定程度上能自动补偿4) 结构简单，装拆方便5) 密封件材料必须与工作介质相容，要求：① 在介质中具有良好的化学稳定性，不溶胀，不收缩，不软化，不硬化；② 弹性和复原性好，永久变形小，硬度合适；③ 具有一定的力学性能，而且在介质中力学性能变化幅度小；④ 耐热、耐寒、耐磨且摩擦因数小；⑤ 与密封面贴合的柔软性和弹性好；⑥ 加工性能好，价格低廉。

3.常用密封件材料,常用的密封件材料主要包括各类合成橡胶(如聚氨酯橡胶、丁腈橡胶、氟橡胶、乙丙橡胶、硅橡胶、氯丁橡胶等)、填充或改性的工程塑料(如聚四氟乙烯、聚酰胺、聚甲醛等)及皮革等表19-5列出了部分密封件材料与液压介质的相容性情况二、O形密封圈,1. O形密封圈的特点及用途2. O形密封圈尺寸的合理选择3. O形密封圈安装沟槽的合理设计4.安装和使用中应注意的问题5.异形截面橡胶O形密封圈6. 非橡胶O形密封圈,1. O形密封圈的特点及用途,(1)O形密封圈的特点　(2)O形密封圈的用途,(1)O形密封圈的特点,O形密封圈是一种小截面的圆环形密封元件，常用的截面是圆形，特殊的也有星形、方形、T形等异形截面一般O形密封圈是用合成橡胶制造的，专用的也有采用金属或其他非橡胶材料制造的2)O形密封圈的用途,1)用于静密封只要选用合理，可以做到基本无泄漏如采用特殊挡圈，密封压力最高可达100MPa或更高2)用于往复运动密封最大往复运动速度达0.5m/s，但起动摩擦阻力大从20世纪80年代以来，国内外往复运动密封大多采用橡塑组合同轴密封来代替橡胶O形密封圈或橡胶唇形密封圈3)用于旋转运动密封。

最大旋转运动线速度可达2.0m/s它适用于密封部位受限制、转动不太频繁的一般小直径旋转轴的密封其工作压力可比旋转轴唇形密封高，其结构比机械密封大为简化4)用于开关密封在单向阀或锥阀的提升部件上安放O形密封圈，抗污染性能好，密封可靠当阀门关闭时，几乎相当于静密封，可以达到无泄漏这种密封方式的关键是要设法防止O形密封圈脱落2. O形密封圈尺寸的合理选择,(1) O形密封圈截面尺寸的选择原则(2)O形密封圈内径和外径的选择,(1) O形密封圈截面尺寸的选择原则,1)在可能选用多种截面O形密封圈的情况下，应优先选用较大截面的O形密封圈2)对于静密封及往复运动密封，前者可以选用较小截面的O形密封圈，后者应选用较大截面的O形密封圈3)对于旋转运动密封，O形密封圈的截径取决于旋转轴线速度的大小，表21-2可供参考1) O形密封圈截面尺寸的选择原则,图21-1　常用O形密封圈密封结构a)径向安装　b) 轴向安装,(2)O形密封圈内径和外径的选择,(2)O形密封圈内径和外径的选择,图21-2　端面倒角槽静密封a)光孔密封　b) 光轴密封,3. O形密封圈安装沟槽的合理设计,3. O形密封圈安装沟槽的合理设计,3. O形密封圈安装沟槽的合理设计,1) 预压缩量。

2) 拉伸与压缩1) 预压缩量图21-3　O形密封圈预压缩量的允许范围a)液压及气动静密封　b) 液压动密封　c) 气压动密封,2) 拉伸与压缩O形密封圈安装在沟槽内，将受到拉伸或压缩若拉伸或压缩量过大，将导致O形密封圈截面过度减小或增大，因为拉伸1%会相应地使其截面直径减小约0.5%4.安装和使用中应注意的问题,(1) 防切(2)防挤隙　(3)防拧扭　(4)防老化,(1) 防切,图21-4　O形密封圈的安装倒角a)孔的倒角　b) 轴的倒角　c) 过渡孔的倒角,(1) 防切,(2)防挤隙,为了避免O形密封圈产生挤隙现象，除应选用硬度合适的橡胶O形密封圈且按标准要求控制密封间隙外，在下列情况下要加装保护挡圈：① 压力高于5～7MPa；② 径向间隙过大；③ 往复运动频率较大；④ 高温；⑤ 温度或压力变化较大；⑥ 工作介质污染较严重3)防拧扭,1)设计和加工沟槽时，务必使其同心度达到标准所规定的公差范围内2)安装O形密封圈应采用正确的安装方法，防止它处于拧扭状态3)如果活塞或活塞杆较重时，应尽量减小孔轴配合间隙，必要时在沟槽附近加装支承导套4)O形密封圈断面尺寸应均匀，不均匀差值应小于截径公差值的1/10。

5)最有效的方法是采用不易产生拧扭现象的星形等异形断面密封圈代替圆形断面O形密封圈4)防老化,1)密封件经常作为备件而储存较长时间，为避免因外界因素而影响O形密封圈等橡胶密封件的物理化学性能2)为防止老化，O形密封圈在使用过程中应注意下列几方面问题,在储存时应注意下列原则：① 储存在干燥处；② 储存温度在5～25℃之间，避免和热源直接接触；③ 避免在阳光或氖光灯下直接照射；④ 置于原始装箱或气密容器内以防止氧化；⑤ 远离有害气源(如臭氧)以防止其弹性受损1)密封件经常作为备件而储存较长时间,① 包装良好的O形密封圈，装配时现拆现装，无需清洗 ② 不管存放时间长短，在装配前应仔细检查，如发现O形密封圈有变硬、变软、表面龟裂、损伤、缺陷及其他变质和失去弹性等老化现象，应坚决报废禁用③ 橡胶O形密封圈在沟槽中使用一段时间后，会发生永久变形，但在液压油中又会溶胀，这样相互抵消，在一定时期内仍能保持一定的压缩量，尤其在静密封中附着性甚佳，足以长期保持密封2)为防止老化，O形密封圈在使用过程中应注意下列几方面问题,5.异形截面橡胶O形密封圈,5.异形截面橡胶O形密封圈,5.异形截面橡胶O形密封圈,它与圆截面O形密封圈相比，具有独特的优越性：1)星形密封圈在其密封唇间形成润滑油腔，使其具有良好的润滑性能及较小的摩擦阻力和起动摩擦力。

2)用于往复运动时，不易产生拧扭和滚动3)由于它的分模面设在两个唇边之间，因此飞边不会影响其密封作用，密封效果好图21-5　星形密封圈的安装a)径向安装　b) 轴向安装,5.异形截面橡胶O形密封圈,星形密封圈在动密封及静密封中的安装实例如图21-5所示选用时应注意下列几点：1)用于光孔密封时，不论是静密封还是往复运动密封，星形密封圈的内径应与安装沟槽的直径D相等或比沟槽直径D小2%左右2)用于光轴密封时，不论是静密封还是往复运动密封，星形密封圈的内径应等于或适当大于轴的外径尺寸0.2～0.3mm(或比轴的外径d大1%左右)，这样既便于安装，又有利于延长其使用寿命3)用于旋转密封时，星形密封圈的内径应比被它密封的轴径大2%～5%，这同样是为了避免橡胶焦耳效应的影响4)一般而言，静密封场合可以选择截面较小的星形密封圈，动密封场合应选择截面较大的星形密封圈5.异形截面橡胶O形密封圈,5.异形截面橡胶O形密封圈,5)在压力较高或间隙较大时，应选用硬度较大的橡胶材料，特别是要加装聚四氟乙烯挡圈，以免密封圈被挤入间隙6)星形密封圈用于静密封时，不加挡圈的最大工作压力为5MPa，加挡圈后可达40MPa；用于往复运动密封时，允许最大线速度可达0.5m/s，加挡圈后最大工作压力可达30MPa；用于旋转运动密封时，允许最大线速度可达2.0m/s，加挡圈后最大工作压力可达15MPa。

6. 非橡胶O形密封圈,(1)聚四氟乙烯O形密封圈　(2)空心金属O形密封圈,(1)聚四氟乙烯O形密封圈,它比橡胶O形密封圈耐寒、耐热，其使用温度范围为-100～130℃，并具有耐一般浓酸、浓碱、有机溶剂和磷酸酯难燃液压液等的性能，所以适用于这些介质中2)空心金属O形密封圈,空心金属O形密封圈是用薄壁不锈钢管或镍合金管焊接而成的高精度环形圈其密封特点是：1) 适用温度范围广(-250～540℃)2) 适用压力范围广，从10-12mm汞柱(133.322×10－12Pa)的超真空到300MPa以上的超高压3) 可以在橡胶O形密封圈不能使用的气体和液体(例如有机溶剂)中使用2)空心金属O形密封圈,图21-6　金属O形密封圈a)基本型　b) 开孔型　c) 充压型,金属O形密封圈有下列三种类型(图21-6)，可根据具体工作条件选用：1)基本型2)开孔型3)充气型2)空心金属O形密封圈,1)基本型空心内不充气，在高压流体作用下容易压瘪，只能在从真空到7MPa以下的压力范围内使用2)开孔型在这种金属O形密封圈的内侧或外侧处钻有小孔，压力流体可通过这些小孔进入金属圈内部，使内外压力平衡这种金属密封圈密封接触处的压力随流体压力的作用而增加，这就大大提高了密封效果。

它适用于7MPa以上的高压密封3)充气型在管子焊接前，把固体二氧化碳放入管内或者直接充以高压惰性气体它适用于高温密封，当温度上升时，气体膨胀，在内部起弹簧的作用，使之与被密封面紧密接触三、唇形密封圈,1. V形密封圈2. Y形密封圈3.特殊形状唇形密封圈,1. V形密封圈,(1) V形密封圈的主要特点(2)结构与安装,(1) V形密封圈的主要特点,1)密封可靠可根据工作压力的高低，使用不同数量的V形密封圈 2)当活塞或活塞杆受偏心负荷或在偏心状态下运动时，V形密封圈有良好的跟踪能力，仍能保持良好的密封效果3)使用一段时间后，由于密封圈变形或摩擦损伤而产生泄漏时，可用增加密封圈压紧力的方法来消除泄漏4)对油液的污染不敏感5)主要缺点是摩擦阻力较大，安装空间大，不适宜承受冲击载荷6)往复运动速度一般应小于0.5m/s2)结构与安装,1)结构2)安装注意事项,1)结构图21-7　V形密封装置a)装配示意图　b) 断面,2)安装注意事项,① 安装V形密封圈的入口处应倒角或倒圆，使密封圈易于装入，唇口也不易被划伤入口处也可做成阶梯形，安装时插入导向管，使其容易装入② 当不便于轴向装拆时，可以切口(45°)装配，但各个切口都要相互错开90°。

为保证可靠密封，最好比规定数多装一个V形密封圈③ 滑动面的表面粗糙度应满足标准要求当采用纯橡胶结构时，滑动面的表面粗糙度Ra值应为0.20μm；采用夹布橡胶时,Ra值应为0.40μm2. Y形密封圈,图21-8　Y形密封圈a)等高唇　b) 不等高唇(型),2. Y形密封圈,(1) 等高唇Y形密封圈　(2) 不等高唇Y形密封圈,(1) 等高唇Y形密封圈,图21-9　安装支承环的Y形密封圈a)单向受压　b) 双向受压,不等高唇Y形密封圈是对等高唇Y形密封圈进行改进设计而成的，又称为Yx型密封圈它的两个唇边高度不等，其短边为密封边，与密封面接触，滑动摩擦阻力小，长边与非滑动表面接触2) 不等高唇Y形密封圈,3.特殊形状唇形密封圈,(1) 蕾形橡胶密封圈(图21-10a)　蕾形橡胶密封圈是在夹布橡胶Y形密封圈中填充类似于O形密封圈的弹性橡胶体，其唇为蕾形(2) T形橡胶密封圈(图21-10b)　T形密封圈是一种自紧密封件，它可随压力变化自动调节密封接触面积。