液(yè)壓油(yóu)用于(yú)液壓傳動(dòng)系統中作為工(gōng)作介質,起能量(liàng)的傳(chuán)遞(dì)、轉換和(hé)控制(zhì)作(zuò)用,同時(shí)還起着(zhe)液壓系(xì)統内各部件的潤滑(huá)、防腐蝕、防(fáng)鏽和(hé)冷卻等作(zuò)用。而液壓系統(tǒng)中的密(mì)封件起(qǐ)着防(fáng)止(zhǐ)流體從結合面間洩漏(lòu)、保持壓(yā)力、維持(chí)能量傳遞或轉換作用(yòng)。
目(mù)前國(guó)内外(wài)使用的密(mì)封材料大部分是高(gāo)分(fèn)子彈性(xìng)體,一些特殊條(tiáo)件下也(yě)有使用(yòng)塑料(liào)及各類金(jīn)屬。但(dàn)不管(guǎn)屬于(yú)哪一種材料,都應具(jù)有下(xià)列性能:
1、具有一定的機械(xiè)物(wù)理(lǐ)性能(néng):如抗張(zhāng)強度、定(dìng)伸強(qiáng)度、伸長率(lǜ);
2、有一定的彈性、硬度(dù)合适,并且(qiě)壓縮永久變形(xíng)小;
3、與工(gōng)作介質(zhì)相适應,不(bú)容易(yì)産生(shēng)溶脹(zhàng)、分解(jiě)、硬化(huà);
4、耐(nài)磨,有一定的(de)抗撕性能(néng);
5、具有耐高溫、低(dī)溫的老(lǎo)化性能(néng)。
然而,沒有(yǒu)任何(hé)密封(fēng)材料包括(kuò)上述全(quán)部(bù)性能(néng),需要根據工作(zuò)環境,如(rú)溫度(dù)、壓力、介(jiè)質以(yǐ)及運(yùn)動方(fāng)式來(lái)選擇适宜(yí)的密封材(cái)料,并通過制定(dìng)材料(liào)的配合配(pèi)方來滿足(zú)一定(dìng)的要(yào)求。或者采(cǎi)用兩種以上材料(liào)複合(hé)或組合(hé)結構(gòu)的(de)形式發揮各(gè)自的特長(zhǎng),達到更(gèng)加全面(miàn)的效(xiào)果(guǒ)。
密封效果的形成:
動密(mì)封分(fèn)為非接觸(chù)密封和接觸密(mì)封。非(fēi)接觸密封(fēng)主要是各種機械(xiè)密封(fēng),如(rú):石墨(mò)填料環、浮環密(mì)封等;橡塑複合(hé)密封件和橡塑(sù)組合(hé)密封件均(jun1)屬于接觸密封(fēng),依靠(kào)裝填在密(mì)封腔(qiāng)體中(zhōng)的預壓緊力,阻塞洩(xiè)漏通道而獲得(dé)密封效果。液壓(yā)系統用的密(mì)封件多為靜(jìng)密封(端面密封)、往複(fú)動密(mì)封(活塞、活塞杆(gǎn)密(mì)封)及旋(xuán)轉密封。
影響密(mì)封效果的(de)因素:
密封結構的選(xuǎn)擇和油膜形成、壓力(lì)、溫度(dù)、材料(liào)的相容性,動密(mì)封所接觸工作(zuò)表面的材(cái)質、硬(yìng)度、幾何形狀、表面光潔(jié)度等。
一(yī)、密封(fēng)材(cái)質與(yǔ)液壓油的(de)相(xiàng)容性(xìng):
液壓油的顆粒(lì)污染來源(yuán)之一(yī)是密封件(jiàn)材料(liào)與液(yè)壓油不相(xiàng)适應(yīng)而産生的“碎屑”或(huò)“磨屑”。密封件(jiàn)因“溶漲”被損壞産生的“碎(suì)屑”或被“抽提”出來的未被結合(hé)的無(wú)機物和填(tián)充補強材料,使(shǐ)密封(fēng)件(jiàn)損壞并(bìng)失效(xiào),同時(shí)對油(yóu)品形(xíng)成污染造(zào)成液壓油變質(zhì)以緻(zhì)失效。
液壓系統中廣(guǎng)泛使(shǐ)用葉片泵,在(zài)其工作壓(yā)力(lì)大于(yú)6.9mpa的狀(zhuàng)态下,磨損(sǔn)問題變得突出,因而在液(yè)壓油(yóu)中使(shǐ)用了抗(kàng)磨劑;為了适(shì)應在(zài)高溫熱源(yuán)和明火附近的(de)液壓(yā)系統,使用(yòng)抗燃(rán)的磷酸酯、水-乙二醇液(yè)壓(yā)液,水包油和油包水(shuǐ)乳化液等(děng)。以及應“用(yòng)”而生的抗(kàng)氧、防鏽(xiù)等各種(zhǒng)類型複合(hé)添加劑配置(zhì)的(de)不同用途(tú)液壓(yā)油(液)品種(zhǒng)繁多。如:抗(kàng)磨液(yè)壓油複合(hé)劑類型中(zhōng)的無(wú)鋅型(無(wú)灰(huī)型)抗(kàng)磨液(yè)壓油複合劑(jì),是(shì)用烴類硫(liú)化物、磷酸酯、亞(yà)磷酸酯等(děng),還有同時含硫(liú)、磷和氮三(sān)種元素的(de)s-p-n極壓抗磨(mó)劑。在(zài)極壓工業齒輪(lún)油中,也以(yǐ)p-s型極壓劑為(wéi)主。
密封(fēng)件産生“溶漲”或“抽提”的原因是(shì)液壓油中添加(jiā)劑所含(hán)有的各(gè)種化學(xué)元(yuán)素及(jí)其濃(nóng)度(dù),依據“相(xiàng)似相溶”的原理(lǐ),對不(bú)同(tóng)的密封(fēng)材質産(chǎn)生(shēng)不同的影響(xiǎng),也(yě)既是(shì)密封材料的耐(nài)介質(zhì)性能。例如(rú):shell omala 320齒輪油(yóu)和shell omala 460齒輪油中顯(xiǎn)示極性(xìng)的磷(lín)(p)元素濃度(dù)在300ppm左(zuǒ)右,所以丁腈橡膠(jiāo)因含有(yǒu)丙稀腈基團而(ér)具有極(jí)性,具有優良(liáng)的耐油性(xìng)能,卻不适(shì)宜該(gāi)類型(xíng)油(yóu)品的介(jiè)質條件(jiàn)。
随(suí)着液壓油(油)品種的(de)不斷(duàn)研發(fā),為改善油(yóu)(液)性能的(de)各種(zhǒng)抗(kàng)磨(mó)、極壓(yā)添加劑、金屬減(jiǎn)活劑、破(pò)乳化劑(jì)和抗(kàng)泡添加劑(jì)等,對密封(fēng)件的材料(liào)的影響需(xū)要通過實驗來(lái)驗證。
二、密(mì)封材(cái)料耐油液性能(néng)檢測評定:
橡膠(jiāo)材(cái)料的密封件(jiàn)耐油液性能,一(yī)般采用标(biāo)準試(shì)驗油,按試驗标(biāo)準規定(dìng)的溫度條件和試驗時(shí)間下浸(jìn)泡(pào),通過對浸泡(pào)前(qián)後測試值(zhí)對比(如材(cái)料的(de)硬度變化、拉伸強度(dù)變化(huà)率、扯(chě)斷伸長(zhǎng)變(biàn)化率、體積變化率、壓(yā)縮(suō)永(yǒng)久變(biàn)形等),評(píng)價其性能。
不同(tóng)用途對(duì)材料的指标值考核(hé)不一樣。
三、液壓油(液(yè))對密(mì)封件性能的影(yǐng)響:
密封理(lǐ)論認為:在(zài)一個動态(tài)柔性密(mì)封(fēng)及其配合面(miàn)之間存(cún)在一(yī)層完(wán)整的潤滑膜(mó)。在正常(cháng)狀态下,正(zhèng)是借(jiè)助這層潤滑膜(mó)來達到(dào)密封目的并(bìng)延長密封(fēng)件壽命。
在液壓系統(tǒng)中(zhōng),液壓油液對密封(fēng)件密(mì)封性能(néng)的(de)影響(xiǎng)除介(jiè)質、密封材(cái)料的(de)相(xiàng)溶性,油(yóu)品的粘(zhān)度、粘(zhān)度随溫度的變化(huà)、往複(fú)(旋轉(zhuǎn))運動速度(dù)、壓(yā)力及軸、缸(gāng)體或活塞杆(gǎn)的材質、硬度(dù)、幾(jǐ)何形狀(zhuàng)、表(biǎo)面光(guāng)潔度(dù),以及(jí)密封(fēng)件的結構等影(yǐng)響(xiǎng)潤滑膜形成(chéng)和膜特(tè)征(zhēng)的因(yīn)素,均影響(xiǎng)密封(fēng)效果。一般(bān)說來(lái),形成(chéng)連續的潤滑膜能獲得理(lǐ)想的密封(fēng)效果(guǒ)。
日本nok公司最先在世界(jiè)上用最(zuì)新的圖象(xiàng)處理(lǐ)技術解釋清楚(chǔ)油封(fēng)的密封原理。認為(wéi)油封(旋(xuán)轉動密封(fēng))的密(mì)封機理由潤滑(huá)特性和密(mì)封原理兩部分組成。潤滑特性:油封(fēng)的摩擦特(tè)性受(shòu)流體(tǐ)的粘(zhān)度與滑動速度支配(pèi),油封(fēng)與(yǔ)軸(zhóu)的相(xiàng)對滑(huá)動表(biǎo)面在(zài)油膜(mó)分離(lí)的潤(rùn)滑狀(zhuàng)态下(xià)運動(dòng),因此保(bǎo)持摩擦(cā)阻力小(xiǎo),磨損小(xiǎo)。密封原理:油封(fēng)滑動接(jiē)觸面上(shàng)油的(de)流動是從(cóng)大氣(qì)側(cè)流(liú)向油(yóu)側又從油(yóu)側流向大氣側(cè)的循(xún)環。滑動(dòng)面的潤(rùn)滑良好,可(kě)防止(zhǐ)磨損的進行,由(yóu)此沒有洩漏。
當(dāng)系統運動(dòng)速度(dù)過高(gāo)時(shí),影響連續的潤滑膜的形成(chéng),導緻摩擦(cā)熱增(zēng)加(jiā),超(chāo)出(chū)密封材料的耐溫(wēn)範圍則造(zào)成密(mì)封件(jiàn)的損壞。壓(yā)力過(guò)大時(shí),除影(yǐng)響油(yóu)膜形成(chéng),還(hái)會對橡塑(sù)密封(fēng)件産(chǎn)生“擠隙”作(zuò)用,一(yī)般可采用(yòng)加“擋(dǎng)圈”來改善(shàn)。或選(xuǎn)擇摩擦系(xì)數小、自潤(rùn)滑性(xìng)好的ptfe組合密封件結(jié)構将有助(zhù)于改(gǎi)善(shàn)摩擦副之間(jiān)的潤滑,适(shì)用于高低(dī)速往(wǎng)複運動及高壓(yā)系統(tǒng)的油缸活塞(sāi)、活塞杆(gǎn)密封(fēng)。
根據系統(tǒng)工況(kuàng)條件及介(jiè)質環(huán)境合理(lǐ)地選用(yòng)密封件和密封(fēng)材料、正确(què)安裝(zhuāng)使用和維護密(mì)封件,是(shì)獲(huò)得有(yǒu)效的密封效果(guǒ)、可靠性(xìng)及使用壽命的(de)關鍵。