目录
1. 漏油量的JIS标准(旧JIS B 8354:1992) |
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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。
试验条件
试验用油: |
(另有规定时除外)应使用相当于添加有添加剂的第2种透平油,按JIS K 22132的规定:粘度为ISO VG32,或者VG46。 |
油温: |
50±5°C(另有规定时除外) |
活塞速度: |
0 |
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<表H-1>活塞密封件允许的内泄漏量
内径(mm) |
泄漏量 |
内径(mm) |
泄漏量 |
内径(mm) |
泄漏量 |
32(31.5) |
0.2 |
100 |
2.0 |
200 |
7.8 |
40 |
0.3 |
125 |
2.8 |
220(224) |
10.0 |
50 |
0.5 |
140 |
3.0 |
250 |
11.0 |
63 |
0.8 |
160 |
5.0 |
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80 |
1.3 |
180 |
6.3 |
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但是,组合密封允许的内泄量是表中所列数值的两倍。
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● 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。
试验条件
试验用油: |
试验用油(另有规定时除外)应使用相当于添加有添加剂的第2种透平油,按JIS K 22132的规定:粘度为ISO VG32,或者VG46. |
油量: |
50±5°C(另有规定时除外) |
活塞速度: |
活塞速度取决气缸筒内径。 |
内部压力: |
缸体内产生的内压,在试验期内任何时间都不能超过最大工作压力,但耐压试验时除外。 |
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<表H-2>活塞速度
缸体内径(mm) |
活塞速度(mm/s) |
32 40 50 63 |
8 - 400 |
80 100 125 |
8 - 300 |
140 160 180 200 220 250 |
8 - 200 |
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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。
试验条件
油压力: |
17.7MPa {180kgf/cm²}
(恒压)
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冲量: |
100mm |
活塞速度: |
100mm/s |
试验用油: |
透平油第2种 |
温度: |
50 - 70°C(油箱内) |
缸筒内径: |
ɸ100 |
测量: |
滑动80km后 |
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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。
试验条件
油压力: |
17.7MPa {180kgf/cm²}
(恒压)
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冲量: |
100mm |
活塞速度: |
100mm/s |
试验用油: |
透平油第2种 |
温度: |
50 - 70°C(油箱内) |
缸筒内径: |
ɸ100 |
测量: |
滑动80km后 |
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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。
试验条件
油压力: |
0 - 13.7MPa {0 - 140kgf/cm²}
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冲量: |
200mm |
活塞杆速度: |
500mm/s |
试验用油: |
透平油第2种 |
温度: |
100°C |
活塞杆直径: |
ɸ50 |
测量: |
滑动1000km后 |
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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。
试验条件
油压力: |
0 - 13.7MPa {0 - 140kgf/cm²}
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冲量: |
200mm |
活塞杆速度: |
500mm/s |
试验用油: |
透平油第2种 |
温度: |
100°C |
活塞杆直径: |
ɸ50 |
测量: |
滑动1000km后 |
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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。
试验条件
缸筒内径: |
ɸ100 |
活塞杆直径: |
ɸ70 |
活塞杆密封件: |
UPH 70*90*15 |
防尘密封件: |
DKB 70*84*8/11 |
加压口: |
油缸头侧 |
油缸工作条件
冲程: |
650mm |
速度: |
650mm/s(平均) |
试验用油: |
透平油第2种 |
油温: |
80°C(最高) |
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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。
<表H-3>JIS 最低工作压力(从油缸头侧加压时) 单位:MPa
活塞密封件形状 |
公称压力 |
活塞杆密封件形状 |
备注 |
其他密封件 |
V形密封件 |
V形密封件 |
3.5, 7 |
0.5 |
0.75 |
从活塞杆一侧加压时的最低工作压力,根据活塞杆的直径分类规定。 |
14, 21 |
公称压力*6% |
公称压力*9% |
V,L形密封件,X形圈,O形圈组合密封件 |
3.5, 7 |
0.3 |
0.45 |
14, 21 |
公称压力*4% |
公称压力*6% |
活塞环 |
3.5, 7 |
0.1 |
0.15 |
14, 21 |
公称压力*1.5% |
公称压力*2.5% |
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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。
试验条件
缸筒内径: |
ɸ100
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活塞速度: |
300mm/s |
试验用油: |
透平油第2种(ISO VG46) |
油温: |
60°C |
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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。
滑动阻力测量条件
温度: |
常温,80°C |
油压力: |
0, 2, 3.4, 4.9, 6.4MPa
{0, 20, 35, 50, 65kgf/cm²}
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速度: |
75mm/s |
冲程: |
20mm |
试验用油: |
透平油第2种(ISO VG46) |
耐脉冲性能试验条件
温度: |
100°C |
油压力: |
0 - 24.5 - 36.8MPa
{0 - 250 - 375kgf/cm²}
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加压频率: |
70 c.p.m.
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加压次数: |
60万次 |
速度: |
150mm/s |
冲程: |
150mm |
试验用油: |
透平油第2种(ISO VG46) |
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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。
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。
▪ 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。
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。
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
试验条件
试样: |
活塞杆直径为ɸ75的U形密封件
(试验前将密封件在100°C的油中浸泡70H)
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油压力: |
2MPa{20kgf/cm²}(恒压) |
冲程: |
20mm |
周期: |
1 c.p.s. |
试验用油: |
极低温度液压油 |
试验时间: |
在每个温度中放置15小时后工作15分钟 |
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A567耐寒丁腈橡胶,U801聚氨酯,S813硅橡胶,A505丁腈橡胶
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▪ 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。
试验条件
温度: |
25°C |
油压力: |
大气压
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速度: |
250mm/s |
冲程: |
50mm |
试验用油: |
①MIL H 5606E
②低温用发动机油
③透平油第2种(ISO VG32)
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放置时间: |
0, 12, 48, 72(H)
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放置条件
使活塞完成几个行程,在活塞杆上形成油膜后,保持室温放置。 |
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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 |
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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
(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。 (2)建议同时使用密封件和缓冲环。
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● 降低滑动阻力效果的实例
试验条件
油压力: |
0 - 9.8MPa
{0 - 100kgf/cm²}
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速度: |
30mm/s |
冲程: |
100mm |
周期: |
1 c.p.s. |
试验用油: |
通用液压油 |
温度: |
常温,80°C |
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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。
密封件剖面形状 |
型号尺寸 |
材料 |
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SPG 94*110*7.3 |
①19YF聚四氟乙烯树脂
②A980丁腈橡胶
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OSI 110*95*9 |
U801聚氨酯 |
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OUHR 110*95*9
BRT2 95*110*3
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①A567丁腈橡胶
②19YF聚四氟乙烯树脂
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试验条件
试验用油: |
通用液压油 |
油压力: |
R侧
0 - 34.3MPa{0 - 350kgf/cm²}
H侧
0 - 2MPa{0 - 20kgf/cm²}
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冲程: |
2mm |
周期: |
16 c.p.s.(平均速度4mm/s) |
滑动往返次数: |
100*104次 |
温度: |
95±5°C(油缸壁温度) |
油缸内表面粗糙度: |
3.2µmRz |
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试验结果
型号尺寸 |
照片方向 |
表面状况 |
备注 |
SPG 94*110*7.3 |
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滑动面上未发现异常
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OSI 110*95*9 |
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滑动面上发生磨损和滑痕 |
OUHR 110*95*9 |
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滑动面上发生磨损和严重的滑痕
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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。
型号尺寸 |
照片方向 |
表面状况 |
同时使用缓冲环时 |
不用缓冲环时 |
<缓冲环>
HBTS 75*90.5*5.9(19YF聚四氟乙烯树脂,A626丁腈橡胶)
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<活塞杆密封件>
IUH 75*85*6(A505丁腈橡胶)
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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。
● 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。
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:
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)。
▪ 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。
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。
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。
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。
▪ 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。
▪ 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。
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)。
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。
<图H-32> 材料方面的各密封件的特征
形状 |
材料 |
主要功能 |
特征 |
活塞部
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①PTFE:聚四氟乙烯
②PA:聚酰胺
③NBR:丁腈橡胶
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保持油压 |
使用摩擦磨损特性优越的 PTFE 制密封圈①。还有,为补充PTFE的压缩永久变形和耐压性,把NBR制缓冲环③和PA制的导向环2组合使用。 |
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PTFE:聚四氟乙烯 |
去除油中异物 |
不但去除油中异物,亦可利用PTFE的塑性变形性把异物埋藏起来,抑制活塞密封件部的异物的介入。 |
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PTFE:聚四氟乙烯 |
轴承 |
使用抗磨能力强的PTFE,可防止发生爬行。针对横向负荷的大用途,使用弹性较高的夹布酚醛树脂材料。 |
活塞杆部
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①PUR:聚氨酯
②PA:聚酰胺
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舒缓活塞杆密封件的冲击压力 |
从高压力的影响,适当使用强度和柔软性都兼备的PUR来补充耐久性,因此与PA制导向环②组合使用。 |
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①NBR:丁腈橡胶
②PTFE:聚四氟乙烯
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防止油外泄 |
因为使用压缩永久变形优越的NBR而具有长寿命。为了补充耐压性的不足,而与PTFE制导向环②同时使用(②是PA,与①的强度差异较大,①会发生破裂不适用) |
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①PUR:聚氨酯
②SPCC:金属
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防止异物从外部浸入 |
为了对应较硬的外部异物,最适宜使用高强度且不易受塑性变形的 PUR 材料。 |
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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。