唇形密封件漏油现象分析和防范措施
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唇形密封件漏油现象分析和防范措施

来源:广东东晟密封科技有限公司更新时间:2017-09-28
  唇形密封件是指受压呈唇形并具有压力强化密封作用的一类密封件或衬垫。其结构形式很多,除标准的V形、U形、Y形、L形和J形外,还有由这些形状演变而来的各种特殊形状。唇形密封件的密封原理是依靠密封件唇口与配合面之间的过盈量和工作介质的压力使唇形密封件产生弹性变形,以封堵相对运动两零件之间的间隙,达到密封的目的。图1是U形往复运动密封件( U形密封件是油压缸中使用最广泛的油封,它是一种典型的唇口密封件,无论用于活塞或是活塞杆都能获得良好的密封效果。主要应用于重载行走机械或工业液压中的活塞或活塞杆密封。)装配和接触压力的分布示意图,密封件装入安装槽时内唇口与杆件相接触发生变形,当液压油加压后其整个滑动面与杆件的表面完全贴合在一起。

  1.唇形密封件漏油的原因
  (1)唇形密封件硬化和破裂
  密封材料与油液不匹配可造成密封件硬化、破裂。为确保油液的性能,油中添加了含磷、硫、氯等油溶性有机化合物,但这些化合物受热分解后产生的气体与橡胶发生作用,使橡胶硬化、破裂,从而造成密封件漏油。因此应根据液压油的种类,选用与之相匹配的耐油橡胶密封件,如丁腈橡胶虽耐油性很好,但对磷酸醋类液压油就不适应,如果改为氟橡胶,其密封性将得到改善。
  油液变质也可使唇形密封件损坏,从而造成漏油。外界污染物进入油液,使油液变质,导致密封件硬化、破裂,故应按时更换新油和滤油器。高速、高压可造成油液高温,使唇形密封件损坏。应控制系统温度,必要时选用耐高温材料的密封件,如氟橡胶密封件等。
  (2)唇形密封件唇顶部有切口、凹痕及滑动面划伤
  装配唇形密封件时没有使用专用工具,或长期悬挂在铁丝上存放,均会造成唇形密封件损坏而漏油。图2为U形密封件从唇部安装时采用的工装,它能有效地避免唇形密封件的唇顶被损伤。当配合面的倒角不当时,可在轴肩倒150~30°角,以避免唇形密封件损伤;如果因结构限制不能倒角时,应在装配时使用专用套筒等工装。颗粒性杂质进入系统后,附着在唇形密封件的配合面上,会造成唇形密封件受损。应按时更换新油,定期清洁和更换滤油器,以避免唇形密封件划伤。

  (3)唇形密封件唇口有裂纹
  背压偏高、速度过高、脉冲压力频率过大,都会造成唇口开裂。可增加支承5和缓冲装置,从而保护唇形密封件免受损坏。
  (4)唇形密封件滑动面磨损
  微动时低压过高或行程过小,均会使油膜破裂、润滑不足,造成表面镜面磨损,应改进唇形密封件结构,增加抗磨环(见图3);侧压过大,使抗磨环或活塞、轴承侧向负苟过大,导致轴承磨损不均,若抗磨环不适合,也会造成滑动面不均匀磨损,应当更换抗磨环;轴的偏心过大,使油封安装孔与轴线不同心,活塞杆与缸头、液压缸缸筒和活塞的偏心值超出允许值,使唇形密封件不均匀磨损,从而造成漏油。此时,应重新调整,使偏心量在允许的范围内。此外,配合面粗糙度大,会造成唇形密封件磨损量增大。实践证明,轴表面粗糙度Ra=0.8~1.6μm、孔的表面粗糙度Ra=0.8~3.2μm时,就会使唇形密封件达到合理的寿命。

  (5)唇形密封件溶胀
  油液与密封材料不匹配,使唇形密封件软化溶胀;清洗液选用不当,如用清洗液及汽油浸渍清洗密封件,唇形密封件上的清洗残留液使其溶胀。
  (6)唇形密封件烧焦、碳化
  采用U形、Y形、V形等密封时,空气会积聚在内外唇间的空谷部,开始运动时油未将空气排尽,空气很快被压缩产生高温,造成唇形密封件部分被烧焦、碳化,从而漏油。为此,在液压缸启动前尽量排尽缸内的空气,不要立即高速运动,装配时须在唇形密封件的谷部加满润滑脂,以防止空气积累,另外采用组合密封件也可有效避免其烧焦损坏。
  (7)唇形密封件跟部挤出
  如果唇形密封件所受压力与其背后的间隙不相适应,或支承环使用不当,会使唇形密封件的跟部进入间隙而损坏,从而造成漏油(见图4)。合理设置支承环可防止唇形密封件跟部被挤出(见图5)。

  2.唇形密封件预防漏油的措施
  (1)若低压时漏油而高压有时不漏,说明装配沟槽表面的粗糙度大,应按照标准推荐的表面粗糙度加工装配表面。选用低硬度的密封材料也可弥补沟槽表面粗糙度的不足。
  (2)如果每一个行程都漏出几滴油,说明防尘密封件的唇口已刮掉了油膜,应更换剧油量较小的防尘圈。

  (3)若低温时漏油而高温时不漏油,则可能是缸头偏心或密封材料不当。活塞杆与缸头、液压缸缸筒和活塞的偏心量已超出允许值,均会导致唇形密封件漏油,此时应重新调整,以减少偏心量,消除因偏心造成的间隙;唇形密封件材料不适合低温环境时,应更换耐低温的唇形密封件。


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