摘 要:本文说明了改善液压系统密封性能的意义,详细阐述了改善液压系统密封性能的方法,对液压设备的管理有参考价值和借鉴意义。
  关键词:液压系统;密封性能;改善方法;探讨
1、引言
   在液压设备管理实践中,油液泄漏是一种常见现象，在管理不善的液压设备机体及其周围常常会看到积存的油液,造成了工作介质的浪费和对环境的污染。而油液在液压系统各元件内部的泄漏常常是系统降低和动作失灵的主要原因。众所周知,密封是防止泄漏的主要方法,具有良好密封性能的液压系统能有效防止泄漏。下面将详细阐述液压系统具备并始终保持良好密封性能的方法。
2、改善液压系统密封性能的意义
   液压系统的密封性能是指液压系统各密封部位防止油液在系统内部或向系统外部泄漏的能力。油液在液压系统内部的泄漏简称为系统内泄,油液向液压系统外部的泄漏简称为系统外泄。系统内泄常造成系统容积效率下降和液压能损失,液压系统的总效率降低或达不到要求的工作压力,甚至使液压系统不能正常工作。而且,损失的液压能转化为热能,使液压油温度升高,影响设备的工作精度和产品质量。如果油液温度得不到有效控制,还会加剧系统内泄和油液氧化变质的趋势。系统外泄则不仅造成工作介质的浪费和环境污染,甚至会引发火灾,因油液外泄引发火灾的事例不胜枚举。另外,液压系统良好的密封性能可以防止外部污染物侵人系统内部,避免对液压元件造成磨损、堵塞、卡死和损坏,导致系统失灵。由此可见,液压系统良好的密封性能可以提高设备的工作可靠性,延长使用寿命,减少能量消耗。改善液压系统密封性能的思路就是从液压系统设计、制造、组装、调试到使用、保养、维修、更新、改造等设备管理过程中提高密封的可靠性,使液压系统始终保持良好的密封性能。
3、改善液压系统密封性能的方法
 3.1、液压系统密封设计
 3.1.1、密封形式选择
   在液压系统设计中,密封设计是重要一环,也是保证液压系统具备良好密封性能的关键，因而对液压系统的密封设计应予以足够重视。在液压系统设计阶段,选择密封结构和类型时应主要依据设备的工作条件,如压力、速度、温度、与流体的相容性、环境有无颗粒及灰尘存在、密封介质的润滑性、振动与转动时的偏心量等。合理选择密封结构之后还要进行配偶件的相应设计,如安装密封件的沟槽尺寸精度、表面粗糙度、轴偏心量、密封件的压缩率等,这些因素也会影响密封的效果。
 3.1.2 密封件选择
    在液压系统中,常见的密封形式有0形圈密封,Y形圈和V形圈等唇形密封。这三种密封形式都可用于动密封。其中Y形密封圈比0形密封圈的使用寿命长,适用速度范围宽。Ⅴ形密封圈性能较Y形密封圈差,但可靠性好,特别是夹织物橡胶材料制成的Ⅴ形密封圈使用寿命很长,所以在一些难以更换密封圈的部位常常使用Ⅴ形密封圈。Y形密封圈和V形密封圈都有一定的方向性,但双向组合唇形密封圈可以消除Y形和Ⅴ形密封圈单向性的缺点,而且组合或复合唇形密封圈密封性能和使用寿命都比单一形式的唇形密封圈好。
 3.1.3 密封件材料选择
    密封圈发展到今天,其形式和结构都已经定型,各密封件生产厂家的产品质量区别主要在于制作材料上。也就是说,密封圈产品材料的性能往往是其核心竞争力。比如对于Y形密封圈来说,其制作材料有多种,例如丁腈橡胶、聚氨酯橡胶和氟橡胶,其中采用聚氨酯橡胶制成的密封圈密封性能、使用寿命和不用支撑环时的使用压力限度等为最佳。各种密封圈使用不同材
料时,与液压油的相容性、适用温度范围、适用速度范围等均不相同,在选择密封圈时应予以重视。值得指出的是,不同密封圈生产厂家生产的密封圈即使材料相同,其性能也往往差别较大,因此在选择密封圈时应从技术力量强、产品质量好的生产厂家订货。
 3.1.4 使用密封圈注意事项
    在选定某种密封形式后,还要注意这种密封圈不同使用条件下的注意事项。比如O形密封圈在静密封时,为避免挤出现象,可减小密封面间的间隙或提高O形密封圈胶料硬度,油液压力达到10MPa时应加装密封挡圈。Y形密封圈和V形密封圈在使用时也应注意类似的事项。还应注意避免密封圈在安装过程中被划伤,必要时使用专用工装,防止尖角或螺纹损坏密封圈。
 3.2 管道布局对密封件的影响
    笔者在液压设备管理实践中看到,有些液压阀台下管道布局结构不合理,不仅拆装极为不便,给维修带来困难,而且还对密封圈产生了剪切力或使密封圈受压不均,液压系统在运行过程中的振动相当于对受力不均的密封圈产生持续剪切,致使密封圈刚更换不久就被损坏。这是液压系统在设计、制造过程中应予以重视的问题。当使用中的液压系统出现了这样的问题时,应及早进行改造,以消除管道对密封件受力不均或产生剪切力的现象。
 3.3 液压缸密封
 3.3.1 液压缸防尘圈
    液压缸防尘圈用以刮除活塞杆上的杂物,防止活塞杆内缩时把杂质、灰尘、水份等带入液压缸内部。液压缸常用的防尘圈为无骨架型的J形防尘圈。防尘圈在一定程度上可以说是液压缸各密封部位中最为重要的密封圈。因为它不参与对工作介质的密封,其作用往往被忽视。在工业高温多粉尘环境中,防尘圈部位由于固体颗粒存在经常发生过度磨损,其使用寿命与其它部位密封圈相比较短。防尘圈一旦失去防尘作用,灰尘等杂质就会被液压杆内缩时带进液压缸内部,进入液压系统中成为侵入污染物,不仅损坏液压缸内各部位密封圈,而且对液压缸缸筒内壁和液压杆外壁也会造成一定的磨损。尤其是后者对液压缸的损伤是显而易见的,因为严重磨损的缸筒内壁和液压杆外壁必然反过来对密封圈产生切割作用,缩短密封圈的使用寿命。
    可见防尘圈的作用是非常重要的,因为如果防尘圈失去作用,可能会给液压缸带来严重的后果。所以,在灰尘较多的环境中,当液压缸防尘圈损坏时,应及时更换,以防损坏液压缸。
 3.3.2 液压缸活塞导向支撑环
    活塞导向支撑环用于活塞导向,防止液压杆产生径向力时密封圈发生偏磨损现象,甚至发生活塞与缸筒内壁之间的金属接触而损坏缸筒内壁。如果发生了金属之间的接触,液压缸可能会面临报废的后果,因为严重损坏的缸筒内壁会对密封圈产生切割作用。可见,活塞导向支撑环虽不参与密封,但对保护液压缸有重要作用,因此所选活塞导向支撑环应具有良好的强度、弹性和耐磨性。
 3.4 密封圈的更换和密封升级
    液压系统在使用过程中,密封圈不可避免的要老化和磨损,密封性能逐渐变差甚至失效。在液压系统运行过程中表现为内外泄漏的出现和元件动作的失灵,从而影响液压系统的正常工作。为使液压系统始终保持良好的密封性能,就要定期更换密封圈。对于动密封来说,应根据密封圈的使用情况确定是否更换;对于静密封应根据油液内外泄漏的情况确定是否更换,国产密封圈一般每隔一年半左右更换一次。
    由于密封圈新型制作材料不断被研制出来,使密封圈的各项性能逐步提高,因此在更换密封圈时应尽量考虑使用新型材料制成的密封圈,以不断改善液压系统的密封性能。这就是液压系统密封升级的含义之一。液压系统密封升级的含义还表现在密封圈尺寸的改变上,也就是说当金属摩擦副表面尺寸因磨损而改变后,相应部位的密封圈尺寸也应重新确定,也就是说,
密封圈应依据使用部位尺寸重新设计、制造.现在一些密封件生产厂家已能提供这种服务。并在很短的时间内把要求的密封件产品送到用户手中。比较典型的例子是液压缸活塞部位的密封圈。当缸简内壁磨损后直径增大时,用于此处的密封圈的外径也要随之增大,以保证良好的密封性能。
4、结论
   综上所述,密封性能是液压系统的重要性能之一,这项性能的好坏直接影响液压系统的工作性能、可靠性以及使用寿命。为保证液压系统具有良好的密封性能,在液压系统设计时应重视密封设计，使液压系统始终保持良好的密封性能,在液压系统使用时要及时更换密封圈和密封升级。在山东石横特钢集团有限公司液压设备管理中,密封设计、密封升级等管理理念和
方法得到了全面贯彻,该公司液压设备一直保持持着优异的密封性能。实践证明，上述改善液压系统密封性能的各种方法和措施是非常有效的，可以用来指导液压设备的管理。