PS08F型 常规尺寸及安装沟槽设计标准
1．什么是挤压密封件？
这类密封件是指使橡胶状弹性体压接在被密封的表面上的密封件。
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具有代表性的挤压密封件，有〇形断面的O圈(图A-4)，因为要使断面压缩和变形以达到密封的目的，所以要在密封表面作用相应大的压力。为此，摩擦阻力和滑动引起的摩擦热就会增加，致使密封件的使用寿命缩短，为了减少滑动阻力和摩擦升热，虽然可以减少〇形圈的压缩变形量，但这样会导致密封能力的下降。
为了消除这种缺点，研制了一种在滑动面上使用低摩擦聚四氟乙烯树脂(PTFE)的组合密封(称为SP密封)参看(图A-5)虽然组合密封的密封性能不及唇形密封，但却具有较低的滑动阻力。由于这些特性，组合密封件主要用作液压缸的活塞密封。
2．密封件的密封原理
往复运动密封件是通过什么原理将油密封的呢？接下来用Y/U形密封件作例为大家介绍一下。
如图A-6所示，当活塞杆在向右边移动时，Y/U形密封件便在比内压（P1）更高的峰压（P1 max）所产生的压力分布情况下与活塞杆接触。随着油液压力的压力分布的最大接触压力梯度｜dp/dx｜max,P变得较大时，通过密封件的油液的厚度就变得更薄。
反正，当活塞杆受Y/U形密封件上的内压（P2）而移至左边时图A-7，通过密封件的油液的厚度便取决于大气压力最大接触压力梯度的绝对值｜dp/dx｜max,M为了减少摩擦，在往复运动密封件的滑动面上需要有油膜。
工业用精密密封件拥有科学的接触压力分布，所以滑动面上可以生成最佳的油膜。
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滑动面的最小油膜厚度受最大接触压力梯度、速度和油的粘度影响，可从下列公式（1）中得到。
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μ：油的粘度 （Pa·s）
U：速度（m/s）
｜dp/dx｜max：最大接触压力梯度的绝对值 （Pa/m）
在液压缸的情况下，伸出（活塞杆伸长时）（hP）和回缩（活塞杆返回时）（hM）所生成的油膜厚度可分别从公式（2）和（3）得到。
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UP：伸出的速度（m/s）
UM：回缩的速度（m/s）
｜dp/dx｜max,P：伸出时油液压力的最大接触压力梯度的绝对值 （Pa/m）
｜dp/dx｜max,M：回缩时大气压力的最大接触压力梯度的绝对值 （Pa/m）
所以，如果伸出和回缩两者的速度相同（UP＝UM），那么hP＝hM就是密封的条件，而满足下式的密封件便可认为具有良好的密封性能了。｜dp/dx｜ max,P≧｜dp/dx｜ max,M
3．润滑特性
往复运动用密封件的滑动面磨损小，使用寿命长是其商品特征的很重要的一个特点。
为了减少摩擦，往复运动密封件的滑动面需要有适量的润滑剂（油膜）。润滑特性是如何根据使用条件来变化的呢？为了全面掌握密封件滑动面的润滑状态，就必须知道所作用的压力、速度和油液的粘度发生变化时的动摩擦特性。液压缸活塞杆用Y/U形密封件的例子有助于说明这一点。无量纲特性值（摩擦特性值）G（它是由Y/U形密封件的形状其使用条件决定的）和摩擦系数f之间的关系按图A-8确定。在润滑理论中，摩擦系数呈正比梯度的范围为流体润滑。在这个范围内，从整体来看，活塞杆和密封件彼此是通过油膜接触的，因而认为是密封件使用寿命长而无磨损，即使是发生相对的往复运动也是如此。在摩擦系数呈负梯度的范围内，密封件和活塞杆之间的油膜遭到破坏。这范围称为非流体润滑区。
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式中
f ：摩擦系数
φ：由油膜情况确定的常数
G：无量纲特性值（＝μLU/Pr）
Pr ：密封件的压缩（N）
μ：油液的粘度（Pa·s）
L：轴的周长（m）
U ：速度（m/s）
从流体润滑区过渡到非流体润滑区的无量纲特性值的转换点GC的变化取决于密封件的最大接触压力梯度和活塞杆的表面粗糙度，且可从下述公式（4）得到。
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式中
b ：密封件接触宽度（m）
p ：密封件平均接触压力（Pa）
Rz ：活塞杆的最大表面粗糙度（m）
（ 注）本产品目录中的表面粗糙度
按照JIS B 0601: 2001进行表示。
4．关于压缩力、扩张力
活塞杆密封和活塞密封装入沟槽后，与被密封的表面（活塞杆表面和缸筒内面）接触时产生的力量分别叫做压缩力、扩张力。
由于往复运动密封件的密封性会受伸出、回缩时的最大接触压力梯度的大小影响，所以不能仅通过压缩力、扩张力的大小判断往复运动密封件的密封性。
耐磨环（导向环）的适用范围
（1）耐磨环的作用
耐磨环是用来作为活塞上的支承元件，起到防止活塞和油缸相互刮伤，减少偏心量，提高密封件的耐久性的部品。
（2）耐磨环的选用
应根据工作条件来选择耐磨环的形状和材料如建机设备用油缸那样，低速、高负荷时选用具有优的压缩负荷特性的夹布苯酚树脂。高速、低脂纤维的聚酯负荷，或可能发生爬行时，请使用具有优良摩擦、磨耗特性的聚四氟乙烯制。
（3）耐磨环的尺寸设定
宽度尺寸h请按照以下所示计算式设定
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F:耐磨环的载荷(N)
So:安全系数
Ժ:耐磨环材料的容许面压(MPa)
D:缸筒内径(mm)
C:耐磨环的倒角宽度(mm)(夹布苯酚树脂中C=0.8、聚四氟乙烯中C=0)
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图B-8表示油润滑下的耐磨环用材料的容许面压容许面压根据滑动速度变化。
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W:横向负荷(N)
L1,L2:距离(mm)
D:缸筒内径(mm)
P max:最大压力(MPa)
F1:活塞用耐磨环上的负荷(N)
F2:活塞杆用耐磨环上的负荷(N)
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①横向负荷的情况 ②无横向负荷的情况
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如果耐磨环的安装槽尺寸相同，可结合油缸筒内径切割使用，因此，油缸的各尺寸就没必要分别准备耐磨环。
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宽度尺寸h请按照(3)项计算设定。结合油缸内径切割的长度L请根据下式计算。
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D:缸筒内径(mm)
t:耐磨环厚度(mm)
S:耐磨环间隙(mm)
● t,S 请参考尺寸表
A 例 题 耐磨环宽度尺寸的计算例
根据以下所示的使用条件，算出活塞用耐磨环夹布苯酚树脂的宽度尺寸。
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〈使用条件)
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步骤 1 耐磨环上的负荷
首先，求出作用于耐磨环的负荷F1。由于本次条件中有横向负荷，因此可通过式(b)计算耐磨环的负荷。
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步骤 2 所使用耐磨环材料的容许面压是多少?
材质夹布苯酚树脂的V=0.3m/s时的容许面压可从图B-8的线图上读取为6MPa。
步骤 3 耐磨环的宽度尺寸是多少?
将步骤1、2得到的值代入求宽度尺寸hmin的方程式(a)中。
有冲击横向负荷时，安全系数So为4。
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由此，本次使用条件的活塞用耐磨环的宽度尺寸为20mm。
● 宽度设定时请将小数点以下进位。
挡圈的适用范围
（1）挡圈的作用
使用密封件时，如果对于使用压力的挤出间隙较大，密封件的跟部可能会被挤出导致损伤。（图B-1）此时，需要有抑制密封件的挤出，提高耐久性的挡圈。（图B-2）
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（2）挤出防止机制
压力作用时，挡圈会压缩变形，间隙会变小，可抑制（ ɡ' 0 ）密封件跟部的挤出（图B-3、4）
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（3）挡圈材料的使用
这样，挡圈的材料就要求具有在加压时易于压缩变形，且难以被挤出的材料特点。另外，压缩变形时，由于与相对的滑动面接触而移动，因此耐磨性和低摩擦特性也很重要。材质有聚四氟乙烯PTFE、聚酰胺PA、高硬度聚氨酯XPU、聚氨酯PU、丁腈橡胶NBR等，高压时使用可针对变形的高刚性聚酰胺PA。表B-7表示其使用基准。
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① 此表为挡圈材料选择指南。在实际使用时，除压力外，还应考虑其他条件如挤出间隙温度和使用的密封件形状。
② ●这种材料使用特殊使用方法，请向我们咨询。
③ 聚酰胺PA，在吸湿后会产生尺寸变化。如需防湿包装时请与我们商谈。
④ 使用大直径尺寸时(内径超过(d)分类300mm的尺寸)，请向我们咨询。
（3）挤出界限
密封件用橡胶材料的挤出表示于JFPS1003规定的图B-7的挤出界限曲线。
该图中也记载了挡圈材料的挤出界限曲线，
密封件或挡圈的挤出量会因温度、压力及时间等不同而变化，因此，如果在高温、高压状态下长时间使用时，请咨询。
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应用举例的分类目录
下面以往复运动用密封件为中心，介绍包括含摇动、旋转用防尘密封及油封在内的各种液压设备密封件的典型应用举例，
这些使用例子是目前为止在根据市场实绩的基础上推荐的事例。
| 工作模式 | 往复运动 | 油缸 | JIS标准 |
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| 建筑设备 |
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| 工业设备 |
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| 摇动 | 建筑设备 |
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| 转动 | 工业设备 |
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JIS标准缸-低压用液压缸：7MPa 以下
应用举例 1
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①防尘密封件（丁腈橡胶[NBR]） ②活塞杆密封（丁腈橡胶[NBR]） ③活塞密封（聚四氟乙烯[PTFE]+丁腈橡胶[NBR]） ④耐磨环（聚四氟乙烯[PTFE]） ⑤耐磨环（聚四氟乙烯[PTFE]）
特征：为了减少滑动摩擦，在活塞密封件上使用了聚四氟乙烯材质组合形密封件，在活塞杆密封件上使用了小截面的U形密封件；对于耐寒规格的防尘密封，推荐使用有金属骨架的防尘密封件，因为它在低温下外径收缩较小。
应用举例 2
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①防尘密封件（丁腈橡胶[NBR]） ②活塞杆密封 （丁腈橡胶[NBR]） ③活塞密封（丁腈橡胶[NBR]） ④耐磨环 （聚四氟乙烯[PTFE]） ⑤耐磨环（聚四氟乙烯[PTFE]）
特征：为了提高活塞部位的密封能力，而采用了U形密封件；对于耐寒规格的防尘密封，推荐使用有金属骨架的防尘密封件，因为它在低温下外径收缩较少。
JIS标准缸-中压用液压缸：14MPa 以下
应用举例 3
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①防尘密封件（丁腈橡胶[NBR]） ②挡圈 （聚四氟乙烯[PTFE]） ③活塞杆密封 （丁腈橡胶[NBR]） ④活塞密封 （聚四氟乙烯[PTFE]+丁腈橡胶[NBR]） ⑤耐磨环（夹布酚醛树脂）
特征：活塞采用了摩擦小的聚四氟乙烯材质组合形密封件和高负荷耐用度的耐磨环；对于耐寒规格的防尘密封，推荐使用有金属骨架的防尘密封件，因为它在低温下外径收缩较少。
应用举例 4
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①防尘密封件 （聚氨酯[PU]） ②挡圈 （聚四氟乙烯[PTFE]） ③活塞杆密封 （聚氨酯[PU]） ④活塞密封（聚氨酯[PU]） ⑤挡圈 （聚四氟乙烯[PTFE]） ⑥耐磨环（夹布酚醛树脂）
特征：为了提高活塞部位的密封能力，而采用了U形密封件。
JIS标准缸-高压用液压缸：21MPa 以下
应用举例 5
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①防尘密封件 （聚氨酯[PU]+冷轧钢板[SPCC]） ②耐磨环（聚四氟乙烯[PTFE]） ③挡圈 （聚四氟乙烯[PTFE]） ④活塞杆密封 （聚氨酯[PU]） ⑤耐磨环（夹布酚醛树脂） ⑥活塞密封（聚四氟乙烯[PTFE]+丁腈橡胶[NBR]）
特征：活塞采用了摩擦小的聚四氟乙烯材质组合形的密封件和高负荷耐用度的耐磨环；活塞杆密封件考虑到其耐压性而采用了大截面U形密封件。
应用举例 6
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①防尘密封件（聚氨酯[PU]+冷轧钢板[SPCC]） ②耐磨环（聚四氟乙烯[PTFE]） ③挡圈（聚四氟乙烯[PTFE]） ④活塞杆密封（聚氨酯[PU]） ⑤活塞密封（聚氨酯[PU]） ⑥活挡圈 （聚四氟乙烯[PTFE]） ⑦耐磨环（夹布酚醛树脂）
特征：为了提高活塞部位的密封能力，而采用了U形密封件。
各机型应用举例
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机型 液压挖掘机 |
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| 应用 |
转臂油缸（动臂油缸） 悬臂油缸（斗杆油缸） 铲斗油缸 |
调节缸（脂缸） | ||
| 使用条件例 |
标准规格 0 - 34MPa -30 - 100°C |
0 - 79MPa -30 - 100°C |
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| 活塞密封系统 |
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| 特征 |
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| 活塞杆密封系统 |
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| 特征 |
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机型 小型建筑设备 小型反铲 |
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| 应用 |
转臂油缸、悬臂油缸、铲斗油缸、铲刀油缸 |
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| 使用条件例 |
0 - 21MPa -30 - 100°C |
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| 活塞密封系统 |
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| 特征 |
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| 活塞杆密封系统 |
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| 特征 |
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机型 轮式装载机 |
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| 应用 |
起升油缸、铲斗油缸 |
转向助力油缸 | ||
| 使用条件例 |
0 - 21MPa -30 - 100°C |
0 - 21MPa -30 - 100°C |
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| 活塞密封系统 |
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| 特征 |
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| 活塞杆密封系统 |
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| 特征 |
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机型 推土机 |
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| 应用 |
起升油缸、铲刀油缸 |
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| 使用条件例 |
0 - 34MPa -30 - 100°C |
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| 活塞密封系统 |
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| 特征 |
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| 活塞杆密封系统 |
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| 特征 |
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机型 越野起重机 （汽车式起重机） 轮式起重机 |
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| 应用 |
伸臂油缸、伸缩油缸、滑动油缸 |
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| 使用条件例 |
0 - 21MPa -40 - 80°C |
0 - 31MPa -30 - 100°C |
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| 活塞密封系统 |
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| 特征 |
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| 活塞杆密封系统 |
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| 特征 |
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| 应用 | 起重油缸 | 液压悬架油缸 | ||
| 使用条件例 |
0 - 32MPa -30 - 100°C |
0 - 21MPa -30 - 100°C |
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| 活塞密封系统 |
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| 特征 |
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| 活塞杆密封系统 |
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| 特征 |
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机型 自卸卡车 |
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| 应用 |
倾卸油缸 |
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| 使用条件例 |
0 - 41MPa -50 - 100°C |
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| 活塞密封系统 |
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| 特征 |
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| 活塞杆密封系统 |
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| 特征 |
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机型 叉车 电瓶式叉车 |
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| 应用 |
倾斜油缸 |
起重油缸（耐寒规格） |
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| 使用条件例 |
0 - 21MPa -30 - 100°C |
0 - 21MPa -55 - 100°C |
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| 活塞密封系统 |
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| 特征 |
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| 活塞杆密封系统 |
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| 特征 |
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| 应用 | 转向助力油缸 | |||
| 使用条件例 |
0 - 21MPa -30 - 100°C |
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| 活塞密封系统 |
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| 特征 |
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| 活塞杆密封系统 |
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| 特征 |
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机型 废物回收车 |
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| 使用条件例 |
0 - 21MPa -30 - 100°C |
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| 活塞密封系统 |
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| 特征 |
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| 活塞杆密封系统 |
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| 特征 |
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机型 联合收割机 拖拉机 |
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| 应用 |
双作用油缸 |
单作用油缸 | ||
| 使用条件例 |
0 - 14MPa -30 - 100°C |
0 - 14MPa -30 - 100°C |
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| 活塞密封系统 |
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| 特征 |
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| 活塞杆密封系统 |
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| 特征 |
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机型 冲压机 |
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| 使用条件例 |
0 - 28MPa -10 - 80°C |
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| 活塞密封系统 |
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| 特征 |
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| 活塞杆密封系统 |
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| 特征 |
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机型 机械手 |
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| 使用条件例 |
0 - 21MPa -10 - 80°C |
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| 活塞密封系统 |
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| 特征 |
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| 活塞杆密封系统 |
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| 特征 |
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机型 升降机 |
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| 使用条件例 |
0 - 21MPa -30 - 80°C |
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| 活塞密封系统 |
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| 特征 |
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| 活塞杆密封系统 |
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| 特征 |
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机型 注塑机 |
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| 使用条件例 |
0 - 31MPa -10 - 100°C |
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| 活塞密封系统 |
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| 特征 |
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| 活塞杆密封系统 |
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| 特征 |
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机型 多层停车场 |
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| 使用条件例 |
0 - 14MPa -30 - 100°C |
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| 活塞密封系统 |
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| 特征 |
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| 活塞杆密封系统 |
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| 特征 |
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机型 液压升降机 |
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| 使用条件例 |
0 - 5MPa -20 - 80°C |
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| 活塞杆密封系统 |
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| 特征 |
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机型 柱塞泵 |
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| 使用条件例 |
0 - 14MPa -10 - 80°C |
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| 活塞杆密封系统 |
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| 特征 |
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机型 液压破碎机 |
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| 使用条件例 |
0 - 17MPa -30 - 100°C |
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| 密封部扩大图 |
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| 特征 |
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| 使用条件例 |
0 - 18MPa -30 - 100°C |
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| 密封部扩大图 |
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| 特征 |
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机型 操纵阀 |
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| 使用条件例 |
0 - 0.3MPa -30 - 100°C |
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| 密封部扩大图 |
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| 特征 |
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机型 动力转向器 |
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| 使用条件例 |
0 - 8MPa -30 - 100°C |
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| 密封部扩大图 |
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| 特征 |
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机型 建筑设备 |
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应用 |
中心回转接头 | ||
| 使用条件例 |
0 - 34MPa -30 - 100°C |
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| 密封部扩大图 |
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| 特征 |
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机型 建筑设备 |
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应用 |
联接销、铰链销 | ||
| 使用条件例 |
- -30 - 100°C |
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| 密封部扩大图 |
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| 特征 |
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机型 建筑设备 |
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应用 |
履带销 | ||
| 使用条件例 |
- -30 - 80°C |
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| 密封部扩大图 |
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| 特征 |
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机型 工业设备 |
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应用 |
泵、马达、减速装置 | ||
| 使用条件例 |
冲击压力 MAX 2MPa -16 - 120°C |
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| 密封部扩大图 |
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| 特征 |
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1.油缸设计上的注意事项
● 油缸材料
油缸材料一般使用表F-1中的材料。虽然铝合金、青铜、黄铜、蒙乃尔合金和软不锈钢等有足够的能力用于低压油缸，但是由于这些材料的耐磨性不好，所以不宜长期使用。
<表F-1>
| 类型 | 材料 |
| 缸筒材料 | JIS G 3473 （油缸用碳钢钢管） JIS G 3445 （机械构造用碳素钢钢管） |
| 活塞杆材料 | JIS G 4051 （机械构造用碳素钢钢材） |
● 油缸内表面的加工和粗糙度
一般情况下，会对油缸内表面进行抛光或者珩磨，若润滑条件不好,请采用表面抛光。请避免缸体内表面有轴向加工花纹。NOK要求油缸内表面的精加工为0.4 - 3.2μm Rz(0.1 - 0.8um Ra)
● 活塞杆的表面加工和粗糙度
建议活塞杆表面在热处理的基础上、镀硬铬后再抛光，使表面达到0.8 - 1.6μm Rz(0.2 - 0.4μm Ra)，不要使用装饰镀镍和软铬。
因为建筑机械用油缸活塞杆，容易被砂土或碎石划刮伤，所以最低硬度应为60HRC。
● 装配沟槽内表面粗糙度
由于密封件装配沟槽的内表面粗糙度会影响密封件的密封性能，所以请使用尺寸表中列出的精加工值。另外，因为在装配密封件时，沟角很容易刮伤密封件，所以要将沟槽上部表面的毛刺、锐角和飞边等全部去除。
● 轴承间隙、挤出间隙
因为轴承间隙、挤出间隙对密封件的密封性和耐久性有很大影响，所以这些间隙请尽量加工到最小。(轴承间隙、挤出间隙请参照您所使用的密封件的尺寸表)并且，决不要用密封件代替轴承使用。
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● 密封件插入孔的设计
为了达到规定的密封性能，给密封件的内径和外径设有一定的“过盈量”。
将密封件装入油缸内时，如果密封件插入孔倒角部位的尺寸和结构差的话※，就很容易损坏密封件最重要的唇部。
特别是“螺纹”部位，请如图F-2那样设计阶梯结构。(C的尺寸请参照密封件尺寸表)
* 设有键槽、花键等。
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1．活塞密封件
在整体槽中，安装组合密封件
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(1)某些小直径密封件不能装进整体沟槽中，请根据尺寸表检查核对。
(2)安装U形密封件时，唇口应朝液压侧。
(3)难以安装时，将橡胶浸渍在大约 60℃的油(您所使用的油)中10分钟左右，以及将聚四氟乙烯浸渍在大约 60℃的热水或油中10 分钟左右的话可使安装变得容易。
安装方法
在组合密封的情况下，在橡胶圈、滑环(聚四氟乙烯)装入整体沟槽后，必须校正聚四氟乙烯滑环。安装方法和校正方法将在下面进行说明.
①请准备如图F-7所示的衬套和推杆工具。在装配前请将油缸的内表面以及装配槽冲洗干净。
②如图F-8所示请将橡胶圈装入装配槽中。此时，请避免过度拉伸与扭曲橡胶圈。
③如图F-9所示将衬套装入活塞中。然后使用推杆工具将滑环快速压入。
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[滑环安装工具]
滑环的安装及校正用工具的形状如下。
推杆工具和衬套的各部位尺寸取决于滑环的尺寸(D、T、h)以及活塞的尺寸(ɸA、B、H)
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<表 F-3>
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●密封件超过φ200的安装工具，请另行咨询。
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滑环的校正方法
校正方法 （1）
对于组合密封件，在将橡胶圈、滑环装入整体槽中后应校正滑环。对于组合密封件，应在安装挡圈后校正使用校正方法（1）不足以校正好时，请使用校正方法（2）进行校正。另外，对于超过φ400者，请按照校正方法（2）进行校正。
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[校正方法1使用工具]
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校正方法 （2）
①请准备好如图F-17的校正管。
②在校正管内面涂抹液压油(与机械本身用油相同)后插入活塞保持约10秒后，再抽出活塞。
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适用型号 SPGC 密封件
对于内径小于50的④型组合密封件，原则上请做成分割式沟槽。但是，无法做成分割式沟槽时或者在缸筒内径≥50时，首先将O形环装在沟槽中，然后使用附图F-19中的工具安装滑环。
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在分割沟槽中，安装组合密封件
安装方法
装入分割沟槽(所有活塞密封)密封件装入分割式沟槽中无需专用工具，用手就可简单安装。请小心密封件不要被装配槽或者尖角刮伤。
2．活塞杆密封件
在整体槽中，安装组合密封件
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安装方法 （1）
由于活塞杆直径小于30 - 50的组合密封件无法装入整体槽中，所以请做成分割沟槽如果活塞杆直径大于30 - 50则应采用下列步骤进行安装安装方法。
①请将背环插入装配槽中。
②请准备一件专用柱塞和推杆，其大小与密封件的直径相应。
③请如图F-24所示，将滑环装入装配槽的一侧，并使用推杆压入。
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安装方法 （2）
安装时若需要扭曲聚四氟乙烯环，请采用下列步骤进行安装。但由于扭曲来安装会影响密封性能，所以请控制在最小范围内。
①请将背环插入装配槽中。
②如图F-26所示，用手指或者柱杆使滑环变成心形。这时请小心切勿猛烈弯曲滑环。
③如图F-27所示将滑环装入沟槽后，由滑环的内侧向外周方向推出，使其恢复原样。
④如图F-28所示插入推杆(或者活塞杆)数次，校正滑环内周的变形。
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在分割沟槽中，安装组合密封件
安装方法
如果是④型组合密封件，则务必要将背环(0形)与滑环组合在一起之后再同时安装。而其它组合密封件，则可以单独分开安装。
3．油缸装配注意事项
油缸的装配方法对密封件的密封性能影响很大，请注意下列事项
1.请彻底清除汽缸筒内表面和管道内部的各种杂质，
2.从仓库取出密封件使用时，附着了灰尘和沙尘等异物的密封件不可使用。否则会引起泄漏。
3.请在密封件、压盖部、活塞杆表面以及缸筒内表面涂抹液压油(与机械本身用油相同)后再装配油缸，
4.请在密封件的唇部加上衬套，以防其直接接触螺纹与阶梯部位。(图F-38)
5.如图F-39所示，在必要情况下使密封件唇部直接通过油压孔时，请用一根圆棒(树脂)轻轻推唇部。这样可以防止孔的倒角部分损坏密封件的唇部。在缸筒上直接钻油压孔时，请如图F-40所示，做出倒角。
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<图F-38>
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组合密封件的泄漏原因
往复运动油缸的密封件的主要泄漏原因及其相关事项。
油缸发生漏油时，首先请确认泄漏的发生位置。
有时会将非密封件的泄漏情况或附着油脂等的泄漏误认为密封件的泄漏。
确认为密封件发生泄漏时，请查看往复运动密封件和密封有关产品是否存在异常。
这里，我们将介绍往复运动密封件和密封有关产品不存在异常情况以及存在异常情况时的具有代表性的事例。
● 漏油 密封件无异常
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备注1：密封件材质的变更需要考虑其他条件，请另外咨询。
备注2：因防尘性和密封性具有相反的性质，需要根据重要程度保持平衡。
● 漏油 密封件异常
外观 |
原因 |
对策 |
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现象 |
状态 |
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劣化 |
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磨损 |
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伤痕 |
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挤出（聚四氟乙烯） |
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凹痕（异物嵌入） |
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挤出（挡圈） |
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烧损 |
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目录
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1.漏油量的JIS标准（旧JIS B 8354:1992）
● 活塞密封件（内泄）
旧JIS B 8354:1992中规定在右侧规定的条件下，当最高使用压力在静止的活塞上，漏到活塞一侧的油量必须小于表H-1所列的数量。使用组合密封件（SPG,SPGW）时，内泄量必须少于表H-1泄漏量的两倍。
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试验条件
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<表H-1>活塞密封件允许的内泄漏量
但是，组合密封允许的内泄量是表中所列数值的两倍。 |
● 活塞杆密封（外泄漏）
旧JIS B 8354:1992中规定，液压缸的外泄在下述规定的试验条件下活塞做往复运动时，在最高压力范围内，除活塞杆以外，任何工况下都不应有泄漏。如图H-1所示，活塞杆部的漏油分为A型，B型以及C型三类。
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试验条件
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<表H-2>活塞速度
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2.活塞密封的磨损量和漏油量
● 缸体内表面粗糙度与磨损量的关系
活塞密封件(SPG,OSI,OUHR)的缸体内表面粗糙度与密封件磨损量之间的关系如图H-2 所示。
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试验条件
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▪ 对于能够允许滑动中的内部漏油的液压缸，磨损量少的SPG密封件较适合。
▪ 缸体内表面请进行 0.4-3.2μm Rz的精加工。
● 缸体内表面粗糙度与漏油量的关系
活塞密封件(SPG,OSI,OUHR)的缸体内表面粗糙度与滑动时的漏油量之间的关系如图H-3所示。
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试验条件
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▪ 旧JSB8354:1992 中虽然允许静止时的内部漏油如表H-1所示，但是在该试验中，所有的密封件都不允许有内部漏油的情况。
3.活塞杆密封件的磨损量和漏油量
● 活塞杆表面粗糙度与磨损量的关系
U形密封件(UPH,USI,IDI)的活塞杆表面租糙度与密封件磨损量之间的关系如图H-4所示。
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试验条件
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▪ 由于活塞杆的表面过粗，会导致活塞杆密封件的磨损量增加。所以请进行 0.8-1.6μm Rz的精加工。
● 活塞杆表面粗糙度与漏油量的关系
U形密封件(UPH,USI,IDI)的活塞杆表面粗糙度与漏油量之间的关系如图H-5所示。
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试验条件
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▪ 如果活塞杆的表面过份粗糙会影响漏油量，所以请进行0.8-1.6μm Rz的精加工。
4.最低工作压力
实际测量的活塞密封件(ODI，UPI，UPH，OUHR，SPG)的最低工作压力如图H-6所示。
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试验条件
油缸工作条件
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▪ 由于 SPG密封件的滑动材料使用了聚四氟乙烯树脂，并且OUHR密封件改善了润滑性，所以两者的工作压力都较低。
● 什么是最低工作压力…
最低工作压力是为了保证油缸的工作而要求的。如图H-7所示，在没有任何负荷的条件下，从油缸的缸头侧H或活塞杆侧R加压时，活塞以表H-2活塞速度中的最低速度(8mm/s)顺利工作时的最低压力，称之为最低工作压力。在旧JIS B 8354:1992中规定了最低工作压力。表H-3列出了从缸头侧加压时的最低工作压力。根据旧日JIS B 8354:1992的规定，当所需要的最低工作压力，低于规定值时，在交货时双方达成协议的情况下可以修订上述的最低工作压力值。
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<表H-3>JIS 最低工作压力（从油缸头侧加压时） 单位：MPa
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5.滑动阻力
实际测量的活塞密封件(SPG，UPH，OUHR)的滑动阻力如图H-8所示。
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试验条件
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▪ 请在摩擦小的活塞密封上采用SPG，SPGW。
● U形密封件唇口形状对滑动阻力和密封性的影响
如图H-9和H-10所示，U形密封件的摩擦阻力和密封性能随其唇口的形状而变化。
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滑动阻力测量条件
耐脉冲性能试验条件
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▪ 请在摩擦小的活塞密封用U形密封件上采用改良了润滑性的OUHR密封件。
● 密封件的滑动阻力的求取方法
滑动阻力可由公式(5)求出。
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式中
F:滑动阻力(N)
f:摩擦系数
Pr:紧迫力(N)
因此，为求出滑动阻力必须知道密封件的摩擦系数和紧迫力。要求出摩擦系数f可利用图H-11的无量纲特征值，从使用条件中求取G，再读出f值。
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▪ 请参照无量纲特性值G的计算方法
在压力作用下的密封件紧迫力可由公式(6)求出。
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式中
d:活塞杆直径(m)
b:接触宽度(m)
p:作用压力(Pa)
Pro:大气压下密封件的紧迫力(N)
▪ Pro 值随密封件的形状和材料而变化。作为基准参考，图H-12表示了具有代表性的密封件的压缩力和膨胀力的实测例。如果所作用的压力升高，则对于公式(6)中的 πdbP，Pro值可以忽略。
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6.耐寒用密封件
密封标准橡胶材料(材料代号A505，U801)的低温使用极限温度约为-30℃。由于在低温范围内，橡胶材料的弹性降低，密封性能变得不稳定，特别是密封件唇口随活塞杆偏心率运动的能力降低，所以降低活塞杆的偏心量就变得十分重要了。当密封件用于-30℃以下的低温领域时，请将活塞杆的偏心量减到最小，并使用耐寒用密封件。
● 低温时，偏心率对密封性的影响
耐寒用U形密封件和标准用U形密封件的试验结果例如表H-4及表H-5所示
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试验条件
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A567耐寒丁腈橡胶，U801聚氨酯，S813硅橡胶，A505丁腈橡胶 |
▪ 由于低温时，偏心量对密封性能有影响，所以导向轴承配合请使用 H9/f8。
● 低温液压油对初始摩擦阻力的影响
某些低温液压油会增加密封件的摩擦阻力，这是由于油膜一旦干燥，活塞杆表面就会因为特殊添加剂的缘故而带有粘附性。低温液压油的初始摩擦阻力的测量结果如图 H-13 所示。
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试验条件
放置条件
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7.缓冲环
缓冲环(HBY,HBTS)装在活塞杆密封件的压力侧，以改善密封件的耐用度。同样在行程极短时,有助于防止活塞杆密封件的异常磨损。
| 缓冲环的三个作用 (1)缓冲油缸活塞杆侧产生的冲击压力。 (2)防止油温传导到活塞杆密封件上。 (3)降低活塞杆密封件的摩擦阻力和滑动发热。 |
由于背压阀的减压作用，缓冲环不会在活塞杆密封件之间产生压力蓄积。
● 对冲击压力的缓冲效果实例
| 试验条件 | 结构（活塞杆密封系统） | 试验后的状态 | ||||
| 活塞杆直径： | ɸ70 | 有缓冲环 |
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| 油压力： |
0 - 41.2MPa {0 - 420kgf/cm²} |
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| 速度： | 530mm/s |
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| 冲程： | 900mm | |||||
| 试验用油： | 透平油第2种（ISO VG46） | |||||
| 油温： | 90±5°C（油箱内） | 没有缓冲环 |
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| 测量： | 滑动250km后 | |||||
● 降低滑动部位的油温实例
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(1)当冲击压力和油箱内油温高时，用缓冲环可以降低滑动部位的油温和压力。 |
● 降低滑动阻力效果的实例
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试验条件
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8.极短行程用密封件
当密封件用于极短行程时会发生油膜破裂(润滑油中断)密封件也会发生异常磨损。为防止这类事故发生，密封件必须设计成易生成油膜的形状，并且使用具有较好耐磨性的材料。
| 极短行程是指行程小于在旧 JS B 8354:1992 中规定的“最小行程 25mm”的行程。 |
● 活塞密封件
试验方法
使其在此处规定的试验条件下工作,并在试验25万次，50万次，75万次，100万次行程的各时间点上测量了内部漏油量。
试验密封件的内部漏油量如图H-16所示，是从活塞杆侧的R孔处以所规定的34.3MPa{350kgf/cm²}油压力加压10分钟后，用量简测量的从活塞杆侧孔流H到R孔的油量。
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试验条件
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试验结果
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▪ 对于极短行程建议使用组合密封件(SPG,SPGW)，并使用聚四氟乙烯树脂作为滑动材料。
● 活塞密封件
在极短行程试验后的活塞杆密封件和缓冲环的滑动表面状况如图H-19所示。
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▪ 活塞杆密封件会因油膜破裂而引起异常磨损，所以作为密封系统必须采取相应对策。不论是低压还是高压，在极短行程下使用时，为了防止活塞杆密封件的异常磨损，建议同时使用缓冲环(HBTS,HBY)。
9.焦烧现象
在某些情况下,活塞密封件(U形密封件,SPG,SPGW)和抗磨环会发生局部焦烧,碳化或溶化等问题,这是由于油缸内空气未完全排尽，缸内残留的空气急剧压缩产生高温所引起的。例如:当使用U型密封件作为活塞密封时，空气容易积聚在U形密封件的谷部内，开始运动时,油并未把空气全部排尽，空气被急剧压缩，如图H-20所示，在U形密封件谷部周边发热，这样，密封件部分被焦烧和炭化,用某些材料时,甚至会溶化。当活塞杆向上时，空气集聚在U形密封件A的谷部，从图H-21可以看到焦烧损坏的部位:
同样如图H-22所示,耐磨环(WR)也会被焦烧。焦烧现象常发生在油缸起动时，而在工作过程中很少发生。由于空气的绝热压缩产生的热，在短时间内就可达到600 - 800℃,瞬间便超过密封件材料的耐热极限。
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<图H-21>焦烧引起的损坏的位置
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● 绝热压缩引起的升温计算式
虽然在油缸实际工作中，由于从活塞杆表面和缸体壁面产生的热传导和散热作用等而导致绝热压缩很难完成，但升温仍然可通过公式(7)来计算得出。
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T1:压缩前的绝对温度(°K)
T2:压缩后的绝对温度(°K)
P1:压缩前的压力(MPa)
P2:压缩后的压力(MPa)
V1:压缩前的空气体积(cm3)
V2:压缩后的空气体积(cm3)
κ:绝热系数(对空气情况，κ=1.4)
现在让我们利用这个公式看绝热压缩产生发热温度，假设液压缸内的压力在1 - 42MPa之间变化。比如在压力为1MPa时，油温为80℃，那么绝热压缩产生的绝对温度 T2是:
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这相当于754℃。虽然这是在未考虑绝热效率和其他热损失的情况下计算出来的结果，但可想而知，即使把这些因素都考虑进去，密封件也会瞬时暴露在高温之中。
● 防止焦烧引起的损坏
为了防止因绝热压缩引起焦烧损坏，请注意下列各点。
(1)在油缸起动之前，应尽量排尽油缸内空气。
(2)油缸起动时，不要立即开到高速。
(3)当使用U形密封件时，应在其谷部加入润滑脂，以防止空气蓄积。
(4)按图H-23的结构设计活塞部分,并在耐磨环(WR)的外侧使用耐热性好的聚四氟乙烯树脂密封件(型号KZT:抗污环)。
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▪ 最有效的防止焦烧损坏的活塞密封系统如图H-23所示。
10.爬行(粘滑)
● 现象
爬行现象是在滑动表面出现周期性瞬间粘滑的现象。发生在密封件时，爬行发生在橡胶状弹性密封件和金属配合面之间的接触面上，有时会导致振动和发音现象(共振音)。
液压油缸的爬行现象是由许多复杂因素引起的，包括轴承类型，密封件类型，油缸固定方法，负荷大小等，同样产生发音现象的音质也是从低频到高频，多种多样的。
● 易发条件
虽然由液压缸的爬行产生的振动和发音现象尚没有定量关系，然而从定性角度讲，是由下列条件下引起的:
(1)当轴承或密封件材料的静摩擦系数很高时。
(2)当金属表面粗糙度不适当时。
(3)当所使用的油的润滑性较差时。(油的添加剂不适合)
(4)当由于高温高压或在低速下工作，造成滑动面上的油膜破裂时。
(5)使用的缸体或空心活塞杆的厚度太薄或液压软管刚度太低。
● 对策
正如前面所述,仅仅由密封件本身,不可能完全防止爬行,然而采用由低摩擦材料聚四氟乙烯树脂制的组合密封件(SPG或SPGW)或者润滑性得到改善的U形密封件，可改进自润滑性。同样，同时使用有良好润滑特性的缓冲环(HBTS)(见图H-24(a))及/或在密封件和防尘密封之间填充润渭脂(见图H-24(b))，会有效地防止高压油膜破裂。
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11.蓄积压力过剩所造成的破损
作为活塞用途，将密封件背靠背使用时，2个密封件之间会产生压力而损坏密封件。这是随着往复运动，通过密封件的油膜会滞留在密封件间，慢慢就会蓄积起来变成蓄压问题(图H-25参照)。通常多个密封件并用的情况下不限于这类型的案例。因此必须常考虑蓄压的可能性。其对策就是使用唇端处设有缺口(流路)的密封件。效果十分良好。若使用没有缺口的密封件唇端面与安装沟槽的滑动面之间有紧密的接触，结果造成密封件的U沟槽内的压力无法舒缓。密封件会从压力方向的沟槽处被挤出接触到沟槽倒角部位而造成唇口部位破损。
另一方面，带有缺口的情况，密封件的U沟槽内的压力会随着缺口(流路)泄漏出去，随着背压的运行滑动侧的唇口会较容易向外下陷，让背压舒缓。参考图H-26 分别表示。
在有无缺口的情况下，背压舒缓性能的比较。
▪ 在活塞杆用密封件的情况下，同时多个密封件并用时也须考虑蓄压问题。例如，同时使用双唇防尘密封件与活塞杆密封件时，会有产生蓄压的可能性。作为对策，在密封件之间设置排油口(蓄压油返回油箱)。这是最好的方法。另外，如果使用油唇有小孔的设计的防尘密封件(DKBI3)的话，将会有效释放蓄压油。
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12.贯穿泄漏
密封件利用本身的紧迫力紧贴着腔体的沟槽而将油密封，加压后，随着油压的扩张力也可密封高油压。因此，密封件为了维持密封性能，须引入油压到安装沟槽内，油压的扩张力是非常重要的。贯穿泄漏，发生在上述状态的时候，安装沟槽内的油压不能顺畅引入。而且，一旦发生，便会长时间大量泄漏，加之就算追查发生原因而再进行试验是不可能的，所以是非常难对付的现象。作为贯穿泄漏的代表事例，例如:用在动力转向器的油缸上的活塞密封件，组合密封件的两方向处有压力的情况，例如:如图H-28所示，在右方向的背压运行状态下正面压力从左方向过来时发生的。由于密封件在一个被背压按压在安装沟槽内的左侧沟槽面的状态下，左方向的正面压力就难进入沟槽内，结果，得不到油压的扩张力而发生贯穿泄漏的情况。
作为对策，顺畅地引入安装沟槽的油压，即是在密封件侧面处设置“引入油压的缺口”，效果非常好。加上贯穿泄漏也会较容易在随着压力密封件发生挤出情况和密封件的过盈量降低的情况下发生，对于这些情况来说也好缺口的设置是非常有效的方法，因此不仅提高了可靠性密封件的性能及寿命亦能延长，
▪ 带有缺口的组合密封件，属于产品目录以外的特殊制品因此请另行与本公司联络。
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13.溶胀的发生过程
溶胀是油分子侵入 POLYMER 分子之间，分子间的扩张力和架桥的网点弹性会互相挂钩的状态。还有，溶胀的大小非常依赖油和 POLYMER 的配合性两者的配合性越好，溶胀就会变大。
配合性的调校，SP值(Solubility parameter),表示极性数值，越接近的越容易发生反应，但分子构造相似的东西配合性较佳。
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▪ 由于 EPDM 和矿物油的成分结构非常类似(不同的只是C和H没有极性基)，因为配合性非常好，因此溶胀度较大。
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▪ 由于 NBR 矿物油的成分结构不同，(NBR带有极性基)配合性非常差，因此溶胀性较小。
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油侵入橡胶的分子间，橡胶分子之间就会扩张(溶胀现象)。随着油的溶胀橡胶分子间会扩张，但因为架桥的控制关系，某程度以上就不再溶胀(平衡溶胀)
▪ 参考:没有架桥的橡胶，溶胀会不断变大,最终就会溶解。(橡胶系粘性材料，喷雾式浆糊)。
14.配合滑动面的粗糙度和沟槽底的粗糙度
● 配合滑动面的粗糙度
表面粗糙度是非常影响密封的性能，效率，寿命，不但粗糙度的大小,形态亦非常重要。表面出现山顶部(凸部)正表示着密封件有初期的磨损。
相反出现谷部(凹部)，是表示发挥着油膜的功能，磨损性减少和耐久性提升。基于以上，为了把山顶部以塑性变形的形态来平坦化而推荐在油缸内表面使用滚压抛光(RLB)，而在活塞杆表面使用抛光(SPBF)。
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① - ④是表面粗糙度的形态例。
④是表面经过滚压抛光处理实施后,粗糙度的形态。粗糙度的山顶部(凸部)以塑性变形的形态来平坦化。谷部(凹部)形成油膜,使磨损减少且耐久性提升。
● 沟槽底部的粗糙度
一般安装沟槽是盘旋加工，因此出现有螺旋状的粗糙线痕，但密封件材料有柔软性，因此密封件可把粗糙线痕的谷部填密,不会形成(加工后的螺旋痕)流路而漏油。但是,粗糙度大的情况下，密封件的柔软性不能填满粗糙线痕的谷部而跟随流路发生漏油。密封件的磨损问题最容易发生在密封件的滑动面上，针对适当的管理，安装沟槽底部的粗糙度，加工的难度较高不能充分管理较细的粗糙度，可能会形成漏油。沟槽底部的粗糙度允许数值，柔软性较高的丁腈橡胶为6.3μmRz以下,比较起来，刚性较高的Noxlan为3.2μmRz以下是必要的。但配合滑动面粗糙度的追随性，橡胶材料以外，都会受到推压力(紧迫力)的影响，因此，就算是同一材料，也会由于密封件形状的不同而存在产生差异的可能性。
▪ 粗糙度是基于JIS B 0601:2001来表示。
15.密封系统(组合后的效果)
● 建设机械用长寿命系统例
建设机械用油缸即使是油缸里面，压力，温度等的使用条件都非常苛刻。还有，室外使用的话，外部沙尘或异物的条件也很严格，要求所使用的密封系统必须能够对应苛刻的环境条件。因此，以往活塞杆所用的密封系统主要是利用高强度的聚氨酯缓冲环,活塞杆密封，防尘密封的组合形式。
针对这个,近几年为了提高性能，延长寿命，活塞杆密封件慢慢转为丁腈橡胶化。丁腈橡胶与聚氨酯弹性体相比，低温偏心追随性或下垂偏移寿命极好，活塞杆密封件的丁腈橡胶化改善在低温情况下的密封性能及耐久性，但是，活塞杆密封件的丁腈橡胶化，由于丁腈橡胶的强度比聚氨酯弹性体低,因此与缓冲环使用是最大前提。(图H-31,32)。像此例子,为了能确保长期的优越密封性能，不单是每个密封件的选定，密封系统构成方面亦必须充分研讨。
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<图H-32> 材料方面的各密封件的特征
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16.气泡
● 现象
泡是指在密封件的滑动部附近发生的水泡,气泡等发泡现象，浸透到密封件中的液体由于滑动发热而气化，从而形成泡。
由于密封件的情况是在高压下使用，所以在密封件的滑动面附近发生的泡因为在其附近滑动，可能会由于摩擦力导致剥离。(图H-33)
● 易发现象
使用挥发性油时，有可能在会形成高温的使用条件下(高温，高速，高压)发生。另外，也存在因为所使用的油中包含了其他挥发性油而产生泡的情况。
● 对策
因为泡的发生取决于所使用的油及使用条件，所以仅靠密封件本身，不可能防止其发生，然而采用由低摩擦材料聚四氟乙烯树脂制的组合密封件(SPG或SPGW)或者润滑性得到改善的形密封件(例如OUHR)可取得抑制滑动发热的效果。
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使用密封件前的注意事项
1．保管上的注意事项
密封件在保管时请注意以下事项：
1）不需要时，请勿打开包装。
否则，密封件可能会沾到“灰尘”，或者被“划伤”。
2）请保存于湿度较低，且避免阳光直射的场所。
紫外线和湿气会加速橡胶材料的劣化和树脂材料的尺寸变化及劣化。
3）保管已开封的产品时，请注意不要使异物附着或混入，尽可能按照原样重新包装。
特别是尼龙会由于吸湿导致尺寸变化，所以请密封后保管。
需要防湿包装时，请与我们联系。
4）请勿放置于锅炉和暖炉等高温热源附近。
橡胶材料会因为热量而加速劣化。
5）请勿放置于容易产生臭氧的电动机等物品附近。
6）请勿用钉子、铁丝、绳子等进行悬挂，会导致密封件变形或者唇部前端受伤。
7）保管过程中可能会发生变色或表面出现白色粉末的情况（起霜现象），但是这些情况对使用性能不会有影响。
8）组合密封件的聚四氟乙烯滑环容易因为掉落冲击或外部硬力等导致损伤，使用时请注意。
2．密封件的保管时限
密封件的保管期限如下表所示。
封存保管的期限基准如下图。
| 产品 | 材料 | 保管期限 |
| 橡胶单体制品 | 聚氨酯（PU） | 10年 |
| 丁腈橡胶（NBR） | 10年 | |
| 氢化丁腈橡胶（H-NBR） | 10年 | |
| 硅橡胶（VMQ） | 20年 | |
| 氟橡胶（FKM） | 20年 | |
| 橡胶烧接品 | 丁腈橡胶（NBR） | 10年 |
| 氟橡胶（FKM） | 10年 | |
| 树脂 | 聚四氟乙烯（PTFE） | 20年 |
| 聚酰胺（PA） | 20年 | |
| 夹布苯酚树脂（-） | 20年 | |
| 含树脂纤维的聚酯（-） | 20年 |
·上表所示的保管期限，是以在仓库中避免阳光直射、高温、高湿、且使用标准包装状态进行保管的密封件为前提。
·因为橡胶烧接品金属部分生的锈（铁锈）在很大程度上受保管环境的影响所以视为保管期限对象外。
·对长期保管品进行使用时，请先确认有无生锈。