o型密封圈在液壓元件中的應(yīng)用有哪些
目前外泄漏主要有兩種形式,一是界面的泄漏,指液壓油在壓力差的作用下，通過密封面的間隙產(chǎn)生的泄漏，這是液壓元件最常見的泄漏;二是滲漏，指液壓介質(zhì)在表面張力或壓差的作用下，通過毛細(xì)縫隙產(chǎn)生泄漏，如鑄件的組織疏松、氣孔、砂眼等產(chǎn)生的滲漏。外泄漏會導(dǎo)致流體浪費和污染環(huán)境，尤其液壓元件的外觀。在設(shè)計和制造高端液壓元件中， 要求各密封部位性能有效，密封優(yōu)良，在靜密封處要達(dá)到無泄漏，并向零泄漏發(fā)展。整個密封系統(tǒng)要穩(wěn)定可靠，使用壽命長，并且維修方便。
液壓元件泄漏分析及措施
密封部位的全面質(zhì)量管理是保證密封性能的關(guān)鍵， 任何環(huán)節(jié)的質(zhì)量保證不嚴(yán)， 都會導(dǎo)致密封的不穩(wěn)定，產(chǎn)生泄漏現(xiàn)象;主要通過以下環(huán)節(jié)進(jìn)行控制，包括液壓元件殼體材料的選取、密封部位的設(shè)計、制作精度、密封件的選取和質(zhì)量、裝配的方法等因素。
1)液壓元件殼體材料的選取
對于液壓元件中很多的殼體，如液壓泵、馬達(dá)、閥的殼體和端蓋等，基本為黑色金屬鑄件，材料應(yīng)具有較高的抗拉、抗壓的機(jī)械性能，有一定的彈性，有硬度、有恢復(fù)變形的能力，抗彎曲強(qiáng)度高，變形小。主要材料為灰口鑄鐵、球墨鑄鐵，選用灰口鑄鐵材料時要考慮抗壓強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度、彈性，多選用HT250 和HT300。球墨鑄鐵主要要求抗拉強(qiáng)度和延伸率， 能更好地適應(yīng)液壓系統(tǒng)的沖擊工況，一般選取QT450-10 或QT500-7。
液壓元件的密封失效， 在很多情況下是由于液壓元件殼體的材質(zhì)造成的。o型密封圈平面靜密封為例，滲漏產(chǎn)生的根源是間隙造成的， 液壓元件的殼體在高壓情況下會產(chǎn)生變形， 這個變形會使在密封部位產(chǎn)生間隙，o型密封圈則通過變形彌補而進(jìn)行密封，而當(dāng)間隙過大時，就會出現(xiàn)o型密封圈切邊、損壞等現(xiàn)象，進(jìn)而短期內(nèi)密封失效。這種高壓下的微小變形對密封的影響不大，如果變形過大產(chǎn)生了可見的間隙，可以用塞尺進(jìn)行測量，在液壓元件的應(yīng)用中如果間隙大于0.02mm，極易產(chǎn)生泄漏(見圖1)。在長期使用的情況下，殼體材料如果抗彎曲強(qiáng)度不夠，或者彈性差，在交變的高壓下也會產(chǎn)生性變形，這樣在零件結(jié)合面就慢慢地產(chǎn)生間隙，間隙過大后，就會出現(xiàn)o型密封圈切邊、損壞等現(xiàn)象，進(jìn)而密封失效。
2)外密封部位的設(shè)計和制作
設(shè)計密封結(jié)構(gòu)時， 首先要確定液壓元件使用的工況， 包括密封為動密封或靜密封, 密封位置的壓力、介質(zhì)、溫度等;其次要選用合適的密封型式，包括選用的密封件、密封結(jié)構(gòu)有關(guān)的尺寸、幾何精度、表面粗糙度等。另外擰緊螺栓的規(guī)格、分布、擰緊力矩都有充分考慮。以o型密封圈平面靜密封為例， 消除密封面的間隙為解決泄漏的首要措施， 提高密封系統(tǒng)零件結(jié)合面平面度和粗糙度，將結(jié)合面間隙控制在允許范圍內(nèi)。一般在100mm2 內(nèi)的平面度要求為0.01mm 以內(nèi)， 在加工的時候盡量采用一次性加工，避免產(chǎn)生接刀痕跡，接刀痕采用粗糙度儀是測不出來的。另外整個配合面要通過拋光去除高點和毛刺。
o型密封圈的溝槽設(shè)計要充分考慮到參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，一般在計算溝槽時，o型密封圈的壓縮率取10%~30%，填充料為75%～90%。在交變及脈沖的情況下，溝槽的底面和側(cè)面的表面粗糙度應(yīng)在Ra1.6 以內(nèi)，以降低密封件磨損，提高使用壽命。
3)o型密封圈的選取
o型密封圈作為填充材料在液壓密封的形式中， 使用最為廣泛， 該種成型的密封件受到擠壓作用發(fā)生彈性變形，與其接觸的密封面上受到接觸壓力，該壓力大于被密封液壓油的壓力，而阻止泄漏;o型密封圈將隨著壓力上升變形擠壓力越大，從而能實現(xiàn)密封。o型密封圈具有耐油性、耐壓性、耐熱耐寒性、耐磨性、低的壓縮變形率等特點。
o型密封圈選取一般包括規(guī)格、材料、硬度、壓縮變形率等。o型密封圈的規(guī)格根據(jù)溝槽的尺寸確定，要充分考慮壓縮率和填充量。材料選取一般根據(jù)使用的環(huán)境溫度確定，常用的材料包括丁腈橡膠、氟橡膠等，丁腈橡膠是廣泛使用的材料，具有好的耐礦物油性，使用的溫度范圍為-30℃~120℃。氟橡膠具有的耐油和耐熱性，使用的溫度范圍為-15℃~220℃。硬度的選取根據(jù)o型密封圈使用的壓力確定和材料的變形確定，常用的硬度有HS70、HS90， 硬度為HS70 的o型密封圈常用在壓力在30MPa 以內(nèi)的場所，硬度為HS90 的o型密封圈常用在壓力大于30MPa 的高壓場所。o型密封圈的低壓縮性變形率也是保證密封的關(guān)鍵，跟o型密封圈的材料、使用時間、使用溫度、線徑等相關(guān)，一般使用時間越長、使用溫度越高， 線徑越細(xì)越容易出現(xiàn)壓縮性變形，o型密封圈的壓縮變形率關(guān)系到密封的使用壽命。
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