彎輥機(jī)油缸密封配置的改進(jìn)

摘 要：某薄板廠彎輥機(jī)運(yùn)行過程中出現(xiàn)外泄漏，更改油缸內(nèi)單個密封件局部結(jié)構(gòu)后泄漏現(xiàn)象依然存在。針對此問題，重新設(shè)計彎輥機(jī)油缸密封的配置形式。

關(guān)鍵詞：彎輥機(jī)；泄漏；油缸密封；密封配置改進(jìn)

1 泄漏分析

1.1 設(shè)備工況

運(yùn)動方式：往復(fù)運(yùn)動。

往復(fù)速度：15mm/s。

工作介質(zhì)：46#液壓油。

工作壓力：30MPa。

工作溫度：常溫。

1.2 問題描述

彎輥機(jī)油缸出現(xiàn)外泄漏，如圖1，原使用“導(dǎo)向環(huán)+軸用階梯圈+GP6防塵圈”這種密封件搭配形式。軸用階梯圈屬組合密封，由一個耐磨階梯圈和一個O形橡膠密封圈組成。當(dāng)使用聚四氟乙烯（PTFE）耐磨階梯圈時，缸體出現(xiàn)泄漏；將耐磨階梯圈材料換成聚氨酯（PU）且內(nèi)徑尺寸減小0.2mm后，情況有所好轉(zhuǎn)，但仍泄漏。

1.3 問題分析

軸用階梯圈屬活塞桿用單向作用密封圈，由一個耐磨階梯圈（材料為PU或PTFE）和O形橡膠密封圈組成。O形圈提供彈力，可對耐磨階梯圈的磨損起補(bǔ)償作用。該種結(jié)構(gòu)具有非常高的壓力穩(wěn)定性、良好的耐熱性（使用PTFE材料時）、高耐磨等特點(diǎn)，但耐磨階梯圈材料比較硬，與軸的接觸面積較小，因此該種形式的密封圈在設(shè)備往復(fù)過程中只能刮去軸上大部份的油，還會有一部分滲到軸用階梯圈后方。而后方的防塵圈GP6只對外界污染物起刮擦防塵作用，也就是說，原使用的密封搭配形式中真正起密封作用的只有軸用階梯圈一道密封，故泄露的情況必然出現(xiàn)。

2 密封改進(jìn)方案

2.1 密封產(chǎn)品信息

2.1.1 導(dǎo)向環(huán)

產(chǎn)品描述及工作原理：

活塞桿用導(dǎo)向元件；金屬/塑料材料配對，防止了“滯塞”和“咬死”現(xiàn)象，高負(fù)荷承載能力，在達(dá)到脆性溫度前具有彈性（不是塑性）；導(dǎo)向環(huán)邊角倒圓防止了在腔體溝槽的半圓角處產(chǎn)生擠出；簡單的扣壓安裝。

2.1.2 軸用階梯圈

產(chǎn)品描述：

活塞桿用單向作用密封圈，同一個抗磨的填充聚四氟乙烯PTFE階梯圈和O形橡膠密封圈組成。O形圈提供彈力，可對PTFE階梯圈的磨損起補(bǔ)償作用，只具有單向密封效果。適用于液壓缸活塞密封，一般和導(dǎo)向環(huán)配套使用。

介質(zhì)：礦物基液壓油，阻燃液（HFA、HFB）、生物可降解液壓油、水。（以上極限數(shù)值不可同時出現(xiàn)）

2.1.3 軸用Y形密封圈

產(chǎn)品描述：

Y形密封圈屬唇形密封，密封原理是依靠裝填在密封腔體中的預(yù)壓緊力，以其唇邊緊貼密封腔體表面，阻塞泄漏通道獲得密封效果。

2.1.4 防塵圈GSDR

介質(zhì)：液壓油、水、粉塵。（以上極限數(shù)值不可同時出現(xiàn)）

2.2 密封材料介紹

2.2.1 聚四氟乙烯（PTFE）

聚四氟乙烯摩擦系數(shù)低，自潤滑性好，具有不粘性，幾乎所有物質(zhì)都不粘附在其表面，耐候性和熱性能優(yōu)異，幾乎耐所有的化學(xué)藥品和溶劑，使用溫度范圍廣。

工作溫度：-250℃～+260℃。

2.2.2 丁腈橡膠（NBR）

丁腈橡膠對石油基液壓油相容性較好，作為密封材料有較穩(wěn)定的物理特性，所以在液壓、氣動用密封中，使用最為廣泛。改變分子中所含丙烯腈基的含量，可適應(yīng)更多的用途要求。一般說，丙烯腈含量大的丁腈橡膠，耐油性和耐磨性較好，同時，彈性和耐溫性稍微降低；丙烯腈含量小的丁腈橡膠，有較好的彈性和耐低溫性，耐油和耐磨性則會降低。由于丁腈橡膠分子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，其耐蝕性和耐臭氧性較差。

正常工作溫度在-30℃～100℃之間，短期可達(dá)+120℃。

2.2.3 聚氨酯（PU）

聚氨酯的最大特點(diǎn)是強(qiáng)度高（可達(dá)40MPa以上）、耐磨性能優(yōu)越，耐油性和耐溶劑性能好，尤其是對于耐潤滑油和燃料均有良好的抗溶脹性，耐臭氧性好，但耐酸性很差，耐水解性差（選用合適的牌號，并添加抗水解劑可得到改善）。

工作溫度：-40℃～+80℃，特殊牌號可達(dá)+120℃。

2.3 密封配置設(shè)計

在往復(fù)速度和溫度（往復(fù)速度：15mm/s，溫度：常溫）都不高的情況下，可以使用“導(dǎo)向環(huán)+軸用階梯圈+Y形軸用密封圈+防塵圈GSDR”的密封搭配形式。

導(dǎo)向環(huán)對缸體起著良好的支承作用，保護(hù)缸件及密封件受到非正常的損壞；軸用階梯圈置于整個密封系統(tǒng)的前端，刮去油缸內(nèi)大部分的液壓油；后方的Y形軸用密封圈依靠裝填在密封腔體中的預(yù)壓緊力，使其唇邊緊貼密封腔體表面，封住前方泄漏的介質(zhì)；防塵圈GSDR是Y形圈與防塵圈的組合形式，除了起著刮擦防塵作用外，還相當(dāng)于在整個密封系統(tǒng)后方添加一道保險，進(jìn)一步增強(qiáng)密封效果。

3 密封件的安裝

當(dāng)安裝密封件時，視密封類型不同，裝配結(jié)構(gòu)互不相同，安裝方法也不一樣。溝槽類型分為整體式溝槽和剖分式溝槽。

3.1 橡塑密封件的安裝方法

3.1.1 活塞密封：將密封件一側(cè)插入溝槽中，拉密封件另一側(cè)，很容易裝進(jìn)溝槽。

3.1.2 活塞桿密封：用手指將密封件變成心形，然后盡可能快地放入溝槽，裝入后密封件可能會有些彎曲，要用手指或抹刀校正之。

密封件應(yīng)避免被尖角劃傷。密封件在越過螺紋牙或其他銳部位時，應(yīng)使用薄壁金屬導(dǎo)套。

3.2 PTFE組合密封件的安裝

3.2.1 軸用組合PTFE密封件的安裝

3.2.2 孔用PTFE組合密封件的安裝

4 密封件溝槽的加工

5 結(jié)束語

5.1 在原密封系統(tǒng)中，真正起密封作用的只有一個軸用階梯圈，該密封配置不合理。

5.2 添加軸用Y形密封圈及更改防塵圈結(jié)構(gòu)，有效解決彎輥機(jī)油缸泄漏的問題。

5.3 密封件的安裝必須合理，避免因錯誤的安裝方法導(dǎo)致密封失效。

5.4 溝槽精度需按規(guī)范加工。