液壓橡膠密封件的使用性能以及密封機(jī)理
液壓橡膠密封件是機(jī)械產(chǎn)品的基礎(chǔ)元件,幾乎每個(gè)液壓產(chǎn)品都離不開(kāi)它,廣泛應(yīng)用于汽車、摩托車、工程機(jī)械、通用機(jī)械。密封件用來(lái)防止液體泄漏,防止空氣和污染物進(jìn)人系統(tǒng)和元件內(nèi)部造成油液污染,以提高產(chǎn)品效率與性能。
液壓橡膠密封件的使用必須滿足以下性能:
一是泄漏量極小。要求液壓密封件的泄漏量極小,具有良好的密封作用,并隨液壓油的壓力增高而自動(dòng)提高其密封作用,即使在高壓及高溫等惡劣工作環(huán)境下,液壓密封件的泄漏量也無(wú)明顯的增加;
二是良好的相容性。因液壓密封件長(zhǎng)期浸泡在液壓油中,極易溶脹、溶解或脆化變硬等,使之喪失密封作用,因此要求液壓密封件對(duì)液壓油具有良好的相容性;
三是摩擦阻力小。為避免或減少液壓設(shè)備產(chǎn)生低壓爬行等不良現(xiàn)象,要求液壓密封件具有較低的靜摩擦阻力和動(dòng)摩擦阻力,并且其摩擦系數(shù)應(yīng)非常穩(wěn)定;
四是使用壽命長(zhǎng)。液壓密封件應(yīng)具有良好的彈性、耐熱性、耐寒性、耐壓性、耐磨性及一定的物理機(jī)械強(qiáng)度等,并且使用壽命長(zhǎng)。
液壓橡膠密封件的密封機(jī)理
密封可分為靜密封和動(dòng)密封兩大類。靜密封主要有墊密封、密封膠密封和直接接觸密封三大類。動(dòng)密封可以分為旋轉(zhuǎn)密封和往復(fù)密封兩種基本類型。
密封件的密封機(jī)理涉及兩個(gè)因素,一個(gè)是腔體的密封,主要是密封件外緣(靜態(tài)部件)在腔體中的定位;二是密封唇口與旋轉(zhuǎn)軸表面接觸的動(dòng)態(tài)密封,這是密封件的最重要功能。
密封件的密封唇接觸區(qū)的密封機(jī)理對(duì)密封件所起的密封功能具有極其重要的意義,它取決于:密封唇的設(shè)計(jì);彈性材料的結(jié)構(gòu);軸表面的粗糙度等。密封唇的徑向力、密封唇的角度設(shè)計(jì)和唇尖與彈簧中心的距離設(shè)計(jì)的綜合作用,產(chǎn)生了一種對(duì)軸面不對(duì)稱分布的接觸壓力:在油側(cè)壓力最大并陡升增加;在空氣側(cè)壓力呈小角度衰減。
在過(guò)盈量(密封唇的內(nèi)徑在自由狀態(tài)、無(wú)負(fù)荷情況下設(shè)計(jì)為比軸的直徑略小)的配合下,接觸壓力的這種不對(duì)稱分布,與旋轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生的圓周環(huán)形緊箍力的聯(lián)合作用,導(dǎo)致密封唇接觸區(qū)的結(jié)構(gòu)特性變形。這種密封彈性體變形結(jié)構(gòu)是油封試運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)形成的,對(duì)密封性能起著決定性作用。因此,密封件需要一個(gè)試運(yùn)轉(zhuǎn)的磨合期。螺旋線的影響加上軸的旋轉(zhuǎn),由這種變形構(gòu)造產(chǎn)生向油側(cè)的泵吸作用。
密封件密封唇口滑動(dòng)面的摩擦特性受流體的粘度與滑動(dòng)速度支配,在這個(gè)滑動(dòng)面上有油膜存在。密封件與軸的相互滑動(dòng)表面就在這個(gè)油膜分離的潤(rùn)滑狀態(tài)下運(yùn)動(dòng),因此保持摩擦力小,磨損少。在密封件滑動(dòng)接觸面上油的流動(dòng)是從大氣側(cè)流向油側(cè)又從油側(cè)流向大氣側(cè)的循環(huán)?;瑒?dòng)面的潤(rùn)滑良好,可防止磨損的進(jìn)行,由此沒(méi)有泄漏。可見(jiàn),對(duì)油封密封唇唇口材料,唇部形狀這兩個(gè)因素進(jìn)行微妙控制從而影響密封件的潤(rùn)滑特性和密封原理,是至關(guān)重要的。
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