液壓橡膠密封件的機(jī)理、結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)、用途與維護(hù)一：液壓橡膠密封件的使用性能及密封機(jī)理

1 液壓橡膠密封件的使用性能

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);五是是價(jià)格低廉。液壓密封件應(yīng)易于制造和安裝，其相應(yīng)的密封槽又易于加工制造，對(duì)密封表面的加工精度等要求又較低，并且低格低廉。

對(duì)密封的基本要求是密封性好，安全可靠，壽命長(zhǎng)，并應(yīng)力求結(jié)構(gòu)緊湊，系統(tǒng)簡(jiǎn)單，制造維修方便，成本低廉。大多數(shù)密封件是易損件，應(yīng)保證互換性，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，系列化。

2 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。

按密封件與其作用相對(duì)運(yùn)動(dòng)的零部件是否接觸，可以分為接觸式密封和非接觸式密封。一般說(shuō)來(lái)，接觸式密封的密封性好，但受摩擦磨損限制，適用于密封面線速度較低的場(chǎng)合。非接觸式密封的密封性較差，適用于較高速度的場(chǎng)合。

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。

常用的自封式壓緊型液壓密封件主要是O型密封圈，圓型密封圈和方型密封圈等，它們具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于制造、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，因此它們是液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的動(dòng)密封元件和靜密封元件。它們安裝在密封槽內(nèi)通常產(chǎn)生10～25%的徑向壓縮變形，并對(duì)密封表面產(chǎn)生較高地初始接觸應(yīng)力，從而阻止無(wú)壓力液體的泄漏。液壓缸工作時(shí)，壓力液體擠壓自封式壓緊型液壓密封件，使之進(jìn)一步變形，并對(duì)密封表面產(chǎn)生較大的隨壓力液體的壓力，嚴(yán)格地說(shuō)應(yīng)為壓強(qiáng)。增高而增高的附加接觸應(yīng)力，并與初始接觸應(yīng)力一起共同阻止壓力液體的泄漏。但當(dāng)工作壓力大于10MPa時(shí)，為了避免合成橡膠質(zhì)自封式壓緊型液壓密封件的一部分被擠入密封間隙而在液壓缸往復(fù)運(yùn)動(dòng)中被切掉而造成泄漏，須在合成橡膠質(zhì)自封式壓緊型液壓密封件的受壓側(cè)各設(shè)置一合成樹(shù)脂擋圈，如尼龍擋圈、聚甲醛擋圈和填充聚四氟乙烯擋圈。由于合成橡膠質(zhì)自封式壓緊型液壓密封件工作時(shí)具有較大的壓縮變形，因此其靜摩擦阻力特別大，通常為其動(dòng)摩擦阻力的兩倍多。如此大的靜摩擦阻力在一些低壓液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中勢(shì)必造成低壓爬行及操作困難等不良現(xiàn)象，這正是自封式壓緊型液壓密封件很小單獨(dú)用作動(dòng)密封件的原因。

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