液壓油缸是500t拉力機的動力執行部分,為滿足試驗要求,其缸徑達到320mm以上,且必須在25MPa,V<0.01m>0.01m>
1、液壓油缸對密封件的要求
(1)在壓力28MPa和100℃溫度范圍內,應具有良好的密封性能,并隨著壓力的增加能自動提高密封性能。
(2)密封裝置和運動件之間的摩擦力要小,摩擦系數要穩定,在低速下無爬行現象。
(3)抗腐蝕能力強,不易老化,工作壽命長,耐磨性好,磨損后在一定程度上能自動補償。
(4)結構簡單,使用、維護方便,價格低廉。
2、油缸的密封結構
油缸主要由缸筒、活塞、活塞桿、導向套、前后端蓋及外加密封件的密封件組成。
2.1活塞密封結構
活塞密封結構由耐磨環、組合密封圈組成。耐磨環對活塞起支撐、導向作用,防止其刮傷或偏心,并提高密封件的耐用度。耐磨環采用材料為聚四氟乙烯青銅的PTFE耐磨環。它具有低摩擦,無爬行和咬合,能抑制機械震動,有極好的承壓能力和耐磨性的特點,完全適合拉力機低速情況下無爬行的要求。耐磨環寬度計算公式:
T=(F·f)/(d·Pr) (1)
式中:T——耐磨環寬度,mm;
F——徑向負載,N;
f——安全系數;
d——活塞或活塞桿直徑,mm;
Pr——允許徑向載荷,MPa。若計算得到的最小寬度值較小時,應選擇稍大的可能導向帶寬度。
根據油缸對密封的要求,從經濟出發選擇組合密封圈格萊圈做為活塞的密封。這種組合密封由2個元件組成,1個特康密封圈和1個O型圈。它具有低摩擦阻力,無爬行現象,無粘滯現象,工作壓力可達70MPa的特點,并且在低摩擦阻力狀況下,在28MPa下的泄漏為0.18mg,僅為采用O型圈連2個背托環泄漏量的1/4。
活塞與缸筒間隙的大小直接影響到密封件的使用壽命以及加工成本。間隙大了容易造成密封件根部滑動邊撕裂、根部靜止一側撕裂和根部被擠出,導致密封件失效,影響密封性能。而間隙的大小與動態邊直徑、選用的密封件材料及斷面厚度、系統壓力、環境溫度由直接的關系,取間隙S=0.4mm。
2.2活塞桿的密封
活塞桿的密封由密封圈、導向環、防塵圈等組成。導向環主要對活塞桿起支撐、導向作用,防止其刮傷或偏心,并提高密封件的耐用度,其寬度選擇按(1)式計算。
活塞桿的密封參考國外應用經驗,采用1個斯特封和1個Y型圈對活塞桿進行密封。斯特封為單作用密封圈,它具有與格萊圈相似的密封特性。
防塵圈起防止粉塵進入、保護設備并保持密封性能的作用。它的附帶功能是防刮油。活塞桿在導向套中運動需要一定的油膜起潤滑作用,這些油膜由于防塵圈外唇邊的作用會積累成滴造成外漏,因此防塵圈內唇邊要有放刮油作用,把油膜阻止在防塵圈與主密封之間,使油膜既起到潤滑作用又不外泄。防塵圈根據要求采用A型防塵圈。它的材料為丁腈橡膠,在外面有梳子形截面的密封面,保證了它在溝槽中的可靠定位。
2.3靜密封
油缸的靜密封采用O形圈密封,材料選用丁腈橡膠,邵氏硬度為75~90。由于系統壓力高,O形圈必須加擋圈,防止O型圈被擠入配合間隙而損壞。因此,活塞與活塞桿的密封采用O型圈密封,前端蓋與缸筒采用O形圈單側加擋圈的密封形式。
2.4油缸的裝配及檢驗
油缸的設計、裝配質量、試驗方法及檢驗規則執行JB/T(液壓缸技術條件),并配合使用GB/T(液壓元件通用技術條件)、GB/T(液壓缸試驗方法)等標準。
在滿足500t拉力機對油缸密封系統要求的條件下,對500t拉力機油缸的密封系統進行了設計。設計出的油缸密封系統在28MPa、低速工作情況下無爬行現象,工作平穩,且泄漏量較小,完全滿足了油缸對該密封系統的要求。