液(yè)壓油(yóu)用于液壓傳(chuán)動系統中作為工(gōng)作介質,起能量的傳遞、轉換和(hé)控制作用,同時還起着(zhe)液壓系統内各(gè)部(bù)件的潤滑、防腐蝕、防鏽和冷卻等作用。而液壓系統中的密封件起着防(fáng)止流體從結合面間洩漏、保持壓力、維持(chí)能量傳遞或轉換作用。
目前國内外使用的密(mì)封材(cái)料大部分是高分子彈性體,一些特殊條件下也有(yǒu)使用塑料(liào)及各類金(jīn)屬。但不管屬于哪一種材料,都應具有(yǒu)下列性能:
1、具有一定的機械物理性能:如(rú)抗張強度、定伸強度、伸長率(lǜ);
2、有一定的彈性、硬度合适,并且壓縮永久變形小;
3、與工作介質相适(shì)應,不容易産生溶脹、分解、硬化;
4、耐磨,有一定的抗撕性能;
5、具有耐高溫、低溫的老化性能。
然而(ér),沒(méi)有任何(hé)密封材料包括上述全部性能,需要根據工作環境,如溫度、壓力、介質以及運動方式來選擇适宜(yí)的密封材料,并通過制定(dìng)材料的配合配方來滿足一定的要求。或(huò)者采用兩種以上材料複合或組合結構的形式發揮各自的特長,達到更加(jiā)全面(miàn)的效果。
密封(fēng)效果的形(xíng)成:
動密封分為非接觸(chù)密封和接觸密封。非接觸密封主要是各種機械密封,如:石墨填料環(huán)、浮環密(mì)封等;橡塑複合(hé)密封件和橡塑組合密封件均屬于接觸密封,依靠裝填在密封腔體中的預(yù)壓緊力,阻塞洩漏通道而獲得密封效果。液壓系統用的密封(fēng)件多為靜密封(端面密封)、往複動密封(活塞、活(huó)塞杆密封)及旋(xuán)轉密封。
影響密封效果的因素:
密封結構的選擇和油膜形成、壓力、溫(wēn)度、材料的相容性(xìng),動密封所接觸工作表面的材質、硬(yìng)度、幾何形狀、表面光潔(jié)度等。
一(yī)、密封(fēng)材質與液壓油的相容性:
液壓油的顆粒污染來源之一(yī)是密封件材料與液壓油不相适應而産(chǎn)生的“碎屑”或“磨屑”。密封件因“溶漲”被損壞産生的“碎屑”或被“抽提”出來的未被結合(hé)的無機物和填充補強材(cái)料,使密封件損壞并失效,同時對油品形成污染造成液壓油變質以緻失效。
液壓(yā)系統(tǒng)中廣泛使用葉片泵,在其工作(zuò)壓力大于6.9MPa的狀(zhuàng)态(tài)下,磨損問題變(biàn)得(dé)突出,因而在液壓油中使用了抗磨(mó)劑;為了适應在高溫熱源和(hé)明(míng)火附近的液壓系統,使(shǐ)用抗燃的(de)磷酸酯、水-乙二醇液壓液,水包油和油包水(shuǐ)乳化液等。以及應(yīng)“用”而生的抗氧、防鏽等各種類型複合添加(jiā)劑配置的(de)不同用途液壓油(液)品種繁多。如:抗(kàng)磨液壓油複合劑類型中的無鋅型(無灰型)抗磨液壓油複合劑,是用烴類硫化物、磷酸酯、亞磷酸酯等,還有同時含硫、磷和氮三種元素的S-P-N極壓(yā)抗磨劑。在極壓工業齒輪油中,也以P-S型(xíng)極(jí)壓劑為主。
密封件産生“溶漲”或(huò)“抽提”的原因是(shì)液壓油中添加劑所含有的各種(zhǒng)化學元素及其濃度,依據“相似相溶”的原理,對不(bú)同的密封材質産生不同的(de)影響,也(yě)既是密封材料的耐介質性能。例(lì)如:Shell Omala 320齒輪(lún)油和Shell Omala 460齒輪油中顯示極性的磷(P)元素濃度(dù)在300ppm左右,所(suǒ)以丁腈橡膠因含有(yǒu)丙稀(xī)腈基團而具有極性,具(jù)有優良的耐(nài)油性能,卻不适宜該類型油品的介質條件。
随着液壓油(油)品種的不斷研發,為(wéi)改(gǎi)善油(液)性(xìng)能的(de)各種抗磨、極壓添加劑、金屬減活劑、破乳化劑和(hé)抗泡添加劑等,對密封件的材料的影響需要通(tōng)過實驗來驗證。
二(èr)、密封材料耐油液性能檢測評定(dìng):
橡膠材料的密封件耐油液性能,一般采(cǎi)用标準試(shì)驗油,按試驗标(biāo)準規定的溫度條件和試驗時間下浸泡,通過對浸泡前後測試值對(duì)比(如材料的硬度變化、拉伸強度變化(huà)率、扯斷伸(shēn)長變化率、體積變化率、壓縮永久變形等),評價其性能。
不同用途對材料的指标值考核不一樣。
三(sān)、液壓油(液)對密(mì)封件性能的影響:
密封理論認(rèn)為:在一個動态柔性密封及其(qí)配合(hé)面之間存在一層(céng)完整的潤滑膜。在正常狀态下,正是借助這層潤滑膜(mó)來達到密封目的并延長(zhǎng)密封件壽命。
在液壓(yā)系統中,液壓油液對密封件密(mì)封性能(néng)的影響除介質、密封材料的相溶性,油品的粘度、粘度随溫度的變化、往複(旋轉)運動速度、壓力及軸、缸體或活塞(sāi)杆(gǎn)的材質、硬度、幾(jǐ)何形狀、表面光潔度,以及密封件的(de)結構等影響潤滑(huá)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(xù)的潤滑膜能獲得理想的(de)密(mì)封效果。
日本NOK公司最先(xiān)在世界上(shàng)用最新的圖象處理技術解釋清楚(chǔ)油封的密封原理。認為油封(旋轉動密封)的密封機理由潤滑特性和密封原理兩部分組成。潤滑特(tè)性:油封的摩擦特性受流體的粘度與滑動(dòng)速度支配,油封與軸的相對滑動表面在(zài)油膜分離的潤滑狀态下運動(dòng),因此保持摩擦阻(zǔ)力小,磨損小。密封(fēng)原理:油封(fēng)滑動接觸面上油的流(liú)動是從大氣側流向(xiàng)油側又(yòu)從油側流(liú)向大氣側(cè)的循環(huán)。滑動面的潤滑良好,可防(fáng)止磨損的進行,由此沒有洩(xiè)漏。
當(dāng)系統運動速度(dù)過高時,影響連(lián)續(xù)的潤滑膜的形成,導緻摩擦熱增(zēng)加,超出密封材料的耐溫範圍則(zé)造成密封(fēng)件的損壞。壓力過大時(shí),除影響油膜形成,還會對橡塑密封件産生“擠隙”作用,一般可采用加“擋圈”來改善。或選擇摩擦系數小、自潤滑性(xìng)好的PTFE組合密封件結構将(jiāng)有助于(yú)改善摩擦副(fù)之間的潤滑,适用于高低速往複運動及高壓系統的油缸活塞、活塞杆密封。
根據系統工況條件及介質環境合理地選用密封件和(hé)密封材料、正确安裝使用和維護密(mì)封件(jiàn),是獲得有效(xiào)的密封效果、可靠性及使用壽命的關鍵。