式中。。形圈在接触宽度上任一点处的接触应力形圈变形后的接触宽度口。形圈在最大变形点的接触应力形圈自由状态下的截面直径假若密封表面是往复运动面且返月运动时摩德阻力能把密封圈带离承压侧面如果。。魄间隙泄漏褥会随着往复运动而周期出玩为了防止荡鱼种泄漏可以使。但这样的条件在低条件在低压时可压时可以满足而高压压时不易做到即使能做到也会使动密封摩擦力过大因此形圈用在往复运动密封场合应设法使密封圈始终靠在沟槽的承压侧面上不动以便充分发挥其自紧作用组合密封图二其接触应力是由形圈提供并且具有以下措施消除间隙泄漏有预紧力该预紧力来自两个方面一是形圈变形引起的预紧力二是填充四氟滑环变形引起的预紧力由于滑环弹性差变形相对较小因此预紧力主要来自形圈具有自紧作用当系统有压力时由于形圈有传递液体压力的性质因而系统压力能引起形圈进一步变形并把变形产生的压力传递到滑环唇口增大接触应力此时的形圈产生的初始接触应力可用公式计算组合密封是填充四氟滑环和活塞歹表面直接接触由于滑环材质硬及唇口窄应力较为集中在唇口处图这样接触应力较形圈的大得多使其可以封住更高的压力液体同时根据液动力润滑理论这种应力分布曲线形状也更利于实现反抽另外填充四氟和金属摩擦系数很小、、滑环和活塞杆接触宽度窄因而摩擦力很小该密封就易被推靠在承压何面实现自紧份作用了往复运动时即使系统压力较高返回摩擦也较小不能将密封带离承压侧面保持使该密封始终发挥自紧作用避免了因滑移产生的泄漏因而该密封特别适合用于中高压液压缸的往复运动密封一多孔隙泄漏及其密封机理在实际工程上被密封表面不是理想光滑的表面其微观形态是凹凸不平的图兀其凹坑又常常相互连通形成泄漏通道如果用一个刚性大的表面与其配合图液体琪嘛挥步© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
会从这些通道泄漏面的粗糙度称这种泄漏为多孔隙泄漏从泄漏的原因可知尽量降低被密封表是防止或减少多孔隙泄漏的重要措施之一而且不易形成必要的润滑油膜对于组合密封来说但表面粗糙度值不宜太小否降一则不但加工费用太高其结果是摩擦发热温升严重低了密封件使用寿命由于不能形成油膜使其没有实现反抽的条件弓起干摩擦和发热这样反而会降低密封性能般认为因而被密封件表面粗糙度应适当用形周密封时要求粗糙度在、、产尹以下用组合密封时要求粗糙度在柔性的形圈以下但都不应过低同时必须对密封件的有关性能提出要求“要求密封材料有良好的弹性和柔软性当密封表面相对密封件运动时使其受压变形后能填充这些微观凹坑堵塞泄漏密封件表面又能及时嵌入新的凹坑以堵塞泄漏即要求所以要求密封件还要有良好的回弹性材料硬度回弹填充能力强回弹速度快提高材料的弹性模量可以提高回弹速度从而降低回弹速度却使填充能力下降如果提高填充能力就会降低能找到填充能力和回弹速度都好的密封材料是解决形圈密封多孔隙泄漏问题的关键之一由形圈提供压力因此这里对组合密封是填充四氟滑环与密封表面接触图形圈填充性能要求不高可以通过在而需要有良好的回弹速度使接触应力分布曲线保持利于反抽的性质提高形圈的硬度及弹性模量形圈材料中填加填充剂的方法基本从而提高回弹速度由于填充四氟是较硬的材料没有填充性在推出冲程时多孔隙泄漏是避免不了的但靠该密封良好的反抽性可以把泄漏粘附在密封表面上的油液反抽回汕缸不会造成漏液堆积成滴弥补了这一缺陷况且在密封表面粘附油膜是反抽必不可少的条件粘附泄漏及其密封机理如果被密封表面的微观凹陷是一些与泄漏方向垂直又不连通的沟槽件与凸峰贴紧时这时只要密封即使未填充凹槽也能堵塞泄漏通道不发生多孔隙泄漏但是在往复运动其用形圈密封还可能发生粘附泄漏这是因为液体与固体表面粘附作用的结果图密封圈内侧机理可以用形圈与密封表面接触状态放大图来说明接触压力液体一侧厂方轮廓曲线曲率半径远大于微观凹坑宽度在密封圈轮廓这样在密封表面向右方外侧运行时段还未将凹坑填满时与微观顶峰凹坑内图其前沿轮廓就已经范围内的液体困在点接触结果将困在凹坑内的液体被密封表面带到密封外侧受困液体的容积随着曲率半径液休粘度等参数的增大而增加微观峰顶点高度另外当密封表面外仲右行速度大时因受密封材料回弹速度的影响密封圈点接轮廓回弹到点时图其前沿就已经与憾使呢枉凹坑中依体容积还会增大些当密封表面向点时左返回时图若密封圈外下方的轮廓曲率半径被困留在凹坑中液体或密封表面微观峰顶点的高度低于容积返回速度另夕卜’的容积就小于低于外伸速度时被困在中液体容积还会© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
进一步减少增大而增加这样在密封表面右行外伸时被微观凹坑带出的液体容积大于左行返回时带回液体的容积其差值就是被密封圈外侧刮落的泄漏量其漏液随往复次数增加和行程组合密封由于填充四氟滑环没有填充性内带出油液容积比用形圈时的要多些但跟随形圈回弹在推出行程凹坑图且随密封表面粗糙度值增大而增加带出的油液反抽回缸中但返回左行时也不会把凹坑内油液容积不会减少充娜啤和的油液挤出即凹坑九而能把从而不会造成漏液堆积而泄漏当护犷带出液体太多时只能反抽回部分油液从而形成泄漏因此密封表面粗糙度应适当应在、、以上并尽量使凸峰高度困了一致热但粗糙度值不可太小否则油膜难以形成引起发产磨损反而降低了密封寿命同时增大返回速度可增大反抽量减少泄漏在实际工程中无法分别侧量这三种形式的泄漏量只能进行总泄漏量的测试长江液压件厂研制的由组合密封组成的密封系统进行的万次台架试验记录如表一表一试验速度组万次台架试验记录里计运程次数试验温度℃室温开车℃试验压力累计行程活塞杆密封外翻量无无八℃℃℃℃℃从表中可以看出无外泄漏密封如该系统经小时连续运行次行程公里全过程系统而由普通的柔性由此可说明在高中压系统中组合密封具有优良的密封性能形圈形圈等组成的密封系统不能达到万次无外泄漏的性能特别在中高压场合从前面的分析及实验可知密封优越于形圈密封在往复运动密封场合新型的组合有更优的密封性能更长的寿命参考文献李尚义弹性填料动密封机理分析润滑与密封刘后桂密封技术湖南科学技术出版社袭云表石富安高分子密封材料上海科学技术出版社一为田中雅侧耐久性评价方法油压技术编辑外文提要下转第文永青页© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
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