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目(mù)前國内外使用的密封材料大部分(fèn)是(shì)高分子彈(dàn)性體,一(yī)些特殊條件下(xià)也有使用(yòng)塑料及各類金屬。但不管(guǎn)屬于哪一種材料,都應具有下列性(xìng)能:
1、具(jù)有一定的機械物理(lǐ)性能:如抗張(zhāng)強度、定伸強度、伸(shēn)長率;
2、有一定的(de)彈性、硬度合适,并(bìng)且壓縮永久變形(xíng)小;
3、與工作介質相适應,不(bú)容易(yì)産生溶脹、分解、硬化;
4、耐磨,有一定(dìng)的抗撕性能;
5、具有耐高溫、低溫的(de)老化(huà)性能。
然而,沒(méi)有任何密(mì)封材(cái)料(liào)包括上述全部性能(néng),需要根(gēn)據工作環境,如溫(wēn)度、壓力、介質以及運動(dòng)方式來選擇适宜的密(mì)封材(cái)料,并通過制定材料的配(pèi)合配方來滿足(zú)一定的要求。或(huò)者采用兩種以上材料複合或(huò)組合結構(gòu)的形式發揮(huī)各自的特長,達到(dào)更加全面的效果(guǒ)。
密封效果的形成:
動密封分為非接觸密封和接觸密封。非接觸密封主要是各種機械密(mì)封,如(rú):石墨填料環、浮環密封等;橡塑複合密封(fēng)件和橡塑組(zǔ)合密(mì)封件均(jun1)屬于接觸密封(fēng),依靠裝填(tián)在(zài)密封腔(qiāng)體中的預壓緊力,阻(zǔ)塞洩漏通道而獲得(dé)密封效果。液壓系統用的(de)密封(fēng)件多為靜(jìng)密封(端(duān)面(miàn)密封)、往複動密封(活塞、活塞杆密(mì)封)及旋轉密封。
影響密封效果的(de)因(yīn)素:
密封結構的選(xuǎn)擇和油膜形成、壓力、溫度(dù)、材料的相(xiàng)容性(xìng),動密封所接觸(chù)工作表面的材(cái)質、硬度、幾何形狀、表面(miàn)光潔度等。
一(yī)、密封材質與液壓油的相容性:
液壓油的顆粒污染來源之一(yī)是密封件材料與液(yè)壓油不相适應而産(chǎn)生的(de)“碎屑”或“磨屑”。密封(fēng)件因“溶漲”被損壞産生的“碎屑(xiè)”或被“抽提”出來的未被結合的無機物(wù)和填充補強材料,使密封件損(sǔn)壞并失(shī)效(xiào),同時對油品形成污染造成液壓油變質以緻失效。
液壓系統中廣泛使用葉片泵,在其工作壓力大于6.9MPa的狀态下(xià),磨損(sǔn)問題變得突出,因而在液壓油中使用了(le)抗磨劑;為了适應(yīng)在高溫熱源和明火附近的液壓系(xì)統,使用抗燃的磷(lín)酸酯、水-乙二醇液壓液,水(shuǐ)包油和油包水乳化液等。以(yǐ)及(jí)應“用”而生的抗氧、防鏽等各種類型複合添加劑配(pèi)置的不同用途液(yè)壓油(液)品種繁多。如:抗磨液壓油複(fú)合劑類型中的無鋅型(xíng)(無灰型)抗磨液壓油複合(hé)劑,是用烴(tīng)類硫化物、磷酸酯、亞磷酸酯等(děng),還有同時含硫、磷(lín)和(hé)氮三種元素的S-P-N極壓抗磨劑。在(zài)極壓工(gōng)業齒輪油中(zhōng),也以(yǐ)P-S型極(jí)壓(yā)劑為主。
密封件産生“溶漲”或“抽提”的原(yuán)因是液壓油中添加劑(jì)所含有的各種(zhǒng)化學元素(sù)及其濃(nóng)度,依據“相(xiàng)似相溶”的原理,對不同的密封材質産生不同的(de)影響,也(yě)既是(shì)密封材料的耐介質性能。例如:Shell Omala 320齒輪油和Shell Omala 460齒輪油中顯示(shì)極性的磷(P)元素(sù)濃度(dù)在300ppm左右,所以丁腈橡膠因含有丙稀腈基團而具有極性,具有優良的耐(nài)油性能,卻不适宜該(gāi)類型(xíng)油品的介質條件。
随(suí)着液壓(yā)油(油)品種的不(bú)斷研發,為改善油(液)性能的(de)各種抗磨、極壓(yā)添加劑、金(jīn)屬減活劑、破乳化劑和抗泡添加劑等,對密封件的(de)材料的影響需要通過實驗來驗證。
二、密封材料耐油液性能檢測評定(dìng):
橡膠(jiāo)材料的密封(fēng)件耐油液性能,一般采用标準試驗(yàn)油(yóu),按試(shì)驗标準規定的溫度條件和試驗時間下浸泡(pào),通過對浸泡前後測試值對比(如材(cái)料的硬度(dù)變化(huà)、拉伸強度變化率、扯斷伸長變化率、體積變化率、壓縮永(yǒng)久變形等),評價其性能。
不同用途對材料的指(zhǐ)标值考核不一樣。
三、液壓(yā)油(液)對密封件性(xìng)能的影響:
密封理論認為:在一個動态(tài)柔性密封及其配合面之間存在(zài)一(yī)層完整的潤滑膜。在(zài)正常狀态下,正(zhèng)是借助(zhù)這層潤滑膜來達到密封目的并延長密封件壽命。
在液壓系統中,液壓油液對(duì)密封件密封性能的影響除介質、密封材料的相溶性,油品的粘度、粘(zhān)度随溫度的(de)變化、往複(旋轉)運動速度、壓力及軸、缸體或活塞杆的材質、硬度、幾何(hé)形狀、表面光潔度,以及密封件的結構等影(yǐng)響(xiǎng)潤滑膜形成和膜特征的因素,均影響密封效果。一般說來,形成連續的潤滑膜能獲得理想的密封效果。
日本NOK公司最先在(zài)世界上用最新的圖象處理技術解釋清楚油封(fēng)的密封原理。認為油封(旋轉動密封)的密封機理由潤滑(huá)特性(xìng)和密封原理兩部分(fèn)組成。潤滑(huá)特性:油封的摩擦特性(xìng)受流體的粘度與滑動速度(dù)支配,油封與軸的相對滑(huá)動表(biǎo)面在油膜分離的潤滑狀态下(xià)運動,因此保持摩(mó)擦阻力小,磨損小(xiǎo)。密封原理:油封滑動接觸面上油的(de)流動是從大(dà)氣側流向油側又從油(yóu)側流向大氣側的循環。滑動面的潤(rùn)滑良好,可防止(zhǐ)磨損的進行,由此沒有洩(xiè)漏。
當系統(tǒng)運動速度過高時,影響連續的潤(rùn)滑膜的形成,導緻摩擦(cā)熱增加,超出密(mì)封(fēng)材料的耐溫範圍(wéi)則造成(chéng)密封件的損(sǔn)壞。壓力過大時,除影響油膜形(xíng)成,還會對橡塑密封(fēng)件産生“擠隙”作用,一般可采用(yòng)加“擋(dǎng)圈”來改善。或選擇(zé)摩(mó)擦系數小、自潤滑性好的PTFE組合密(mì)封(fēng)件結構将有助于改善摩擦副之間的潤滑,适用于(yú)高低速往複運動及高壓系統的油(yóu)缸活塞、活塞杆密封。
根據系統工況條件及介(jiè)質環境合理地選用密封件和密封材料、正确安裝使用和維(wéi)護密封件,是獲得有效的(de)密封(fēng)效果、可(kě)靠性及使用壽(shòu)命的(de)關鍵。(轉載請注明轉自微信公(gōng)衆号:液壓那些事)