液压缸密封、缓冲和排气技巧

2023-06-25 理论教育版权反馈

【摘要】：因此，间隙密封仅用于尺寸较小，压力较低、运动速度较高的缸体内孔与活塞间的密封。对速度稳定性要求较高的液压缸，可在液压缸的最高处设置排气装置，如排气塞、排气阀等。

1.液压缸的密封

液压缸密封性能的好坏直接影响着系统的性能和效率，因此要求密封装置有良好的密封性能，摩擦阻力小，结构简单，拆装方便，成本低且寿命长。常用的密封形式有下面几种：

（1）间隙密封间隙密封是依靠相对运动零件配合面间的微小间隙来实现密封的，如图4-22所示。为增加泄漏油的阻力常在活塞外圆表面上加工几条环形小槽（常称为压力平衡槽），可使活塞与缸体内孔趋于同轴，减小泄漏量，从而提高密封性能。

图4-22 间隙密封

这种密封的特点是结构简单，摩擦阻力小，使用寿命长，但对零件的加工精度要求高，难以完全消除泄漏，密封效果较差，密封性能不能随压力的增大而提高，并且配合面磨损后不能自动补偿。因此，间隙密封仅用于尺寸较小，压力较低、运动速度较高的缸体内孔与活塞间的密封。

（2）密封圈密封密封圈密封是液压系统中应用最广泛的一种密封。密封圈的材料为耐油橡胶、尼龙等，其截面形状有O形、Y形、V形等（图4-23）。

图4-23 常用橡胶密封圈

a）O形密封圈 b）Y形密封圈 c）V形密封圈

图4-23a所示为O形密封圈，它一般用耐油橡胶制成，可用作运动件（往复直线运动和回转运动件）的密封，也可用作固定件的密封。

O形密封圈安装时，必须保证适当的预压缩量，预压缩量的大小，对密封性能影响很大。预压缩量过小，密封性能不好，易泄漏；预压缩量过大，摩擦力增大使磨损加剧。当工作压力大于10MPa时，应在O形密封圈低压侧面放置1.2～1.5mm厚的聚四氟乙烯制成的挡圈，当双向均承受压力时，则密封圈两侧均应放置挡圈。可防止O形圈被高压油挤入间隙而损坏的现象。

O形密封圈结构简单，密封性能好，摩擦力小，沟槽尺寸小，容易制造。一般使用工作压力小于30MPa。所以在机床液压系统中应用较广。

图4-23b所示为Y形密封圈，它一般用耐油橡胶制成。这种密封圈工作时受油液压力作用而双唇张开，分别贴紧在轴面和孔壁上，起到密封作用。为此，装配时唇边要面对有压力的油腔。

Y形密封圈主要用于往复运动的密封，根据其截面的长宽比不同，可分为宽断面（图4-23b中1）和窄断面（图4-23b中2、3）两种形式。其中图4-23b的2为孔用，图4-23b的3为轴用。

Y形密封圈因摩擦力较小，在相对运动速度较高的密封表面处也适用，其密封性能还随液压的增高而提高，并能自动补偿磨损的影响。宽断面Y形密封圈一般适用于工作压力低于20MPa的场合，窄断面Y形密封圈其不易翻转，稳定性好，耐磨性好，一般适用于工作压力低于32MPa的场合。

图4-23c所示为V形密封圈。它由多层涂胶织物压制而成。这种密封圈是由三种不同截面的压环1、密封环2、支承环3组成。安装时V形圈的唇口应面对压力高的一侧。当工作压力较小时，使用三件一套已足够保证密封，当工作压力高于10MPa时，可增加中间密封环的数量，而提高密封能力。

V形密封圈接触面较长，密封性好，但摩擦力较大，结构尺寸较大，所以在往复运动速度不高的活塞及活塞杆处的密封应用较多。其工作压力可达50MPa。

2.液压缸的缓冲装置

当液压缸驱动质量较大的部件以较高的速度运动时，具有较大的惯性。为了避免活塞在行程两端终点处撞击缸盖，产生噪声和振动，影响工作精度以致损坏机件，在大型、高速、高精度的液压设备中必须设置缓冲装置。缓冲原理是当活塞与缸盖接近时，使回油阻力增大，活塞在回油腔受到较大的反压力，从而减缓了活塞移动的速度，避免活塞与缸盖高速碰撞。常见的缓冲装置有环状间隙式、节流口可变式、节流口可调式等。

图4-24所示为缓冲原理简图。缓冲装置可由活塞的凸台（柱面或锥面）和端盖凹槽（柱面）构成。当活塞的凸台逐渐进入端盖的凹槽时，将存在于凹槽内的油液经凸台和凹槽的间隙及活塞上的三角形节流槽或端盖上的小孔挤出，使活塞运动速度降低，也可用单向阀和节流阀构成缓冲装置。

3.液压缸的排气装置

液压缸中进入空气后，会影响运动部件的平稳性，引起活塞低速运动时的爬行和降低换向精度，因此要采取措施排除液压缸中的空气。对于要求不高的液压缸往往不设专门的排气装置，而是将通油口布置在缸筒两端的最高处，液压缸内空气由流出油液带出。对速度稳定性要求较高的液压缸，可在液压缸的最高处设置排气装置，如排气塞、排气阀等。液压系统起动时拧开排气塞（阀），让液压缸空载全行程快速往复运动多次，使液压缸中的空气由排气塞（阀）排出，然后关闭排气塞（阀），液压缸便开始正常工作。

图4-24 液压缸的缓冲原理简图

a）可调节流式 b）圆柱形环隙式 c）圆锥形环隙式 d）圆柱形环隙小孔式

液压缸密封、缓冲和排气技巧

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