目前國内外使用的密封材料大部分是高分子彈性體,一些特殊條(tiáo)件下也有使用塑料及各類金屬。但不管屬于哪(nǎ)一種材料,都應具有(yǒu)下列性能:
1、具有一定的機械物(wù)理性能:如抗張(zhāng)強度、定伸強度(dù)、伸長(zhǎng)率;
2、有一定的彈性、硬(yìng)度合适,并且壓縮永久變形小;
3、與工作介(jiè)質相适應,不容易産生溶(róng)脹、分解(jiě)、硬化;
4、耐磨,有一定的抗撕性能;
5、具有耐(nài)高溫、低(dī)溫的老化性能。
然而,沒有任何密封材料包括上述全部性(xìng)能,需(xū)要根據工作環(huán)境,如溫度、壓力、介質以及運動方式來選擇适宜的密封材料,并通過制定材料的配合配方(fāng)來滿足一(yī)定的(de)要求。或者采用兩種以上材料複合(hé)或組合結構的形式(shì)發揮各自的特長(zhǎng),達到更加全面(miàn)的效果。
密封效果的形成:
動(dòng)密封分為(wéi)非接觸密封和接觸密封。非接(jiē)觸密封主要是各種機械密封(fēng),如:石墨填(tián)料環(huán)、浮環密封等;橡塑複合(hé)密封件和橡塑組合密封件均屬于接觸密(mì)封,依靠裝填在密(mì)封腔體中的預壓(yā)緊力,阻塞洩漏(lòu)通道而獲得密封效(xiào)果。液壓系統用的密封件多為靜密封(端(duān)面密封)、往複動密封(活塞、活塞杆密封)及旋轉密封。
影響密封效果的因素:
密封結構的選擇和油膜形(xíng)成、壓力、溫(wēn)度、材料的相容(róng)性,動密封所接(jiē)觸工作表面的材質、硬度、幾何(hé)形狀、表面光潔度等。
一、密封材質與液壓油的相容性:
液(yè)壓油的顆粒污(wū)染來源之一是密(mì)封件材料與液壓(yā)油不相适應而産生的“碎屑”或“磨屑”。密封件因“溶漲”被(bèi)損壞産生的“碎(suì)屑”或被(bèi)“抽提”出來的未被結合的無機(jī)物和填充補強材料(liào),使密封件損壞并失(shī)效,同時對油(yóu)品形成污染造成液壓(yā)油變(biàn)質以緻失效。
液(yè)壓系統中廣泛使用葉片泵,在其工作壓力大(dà)于6.9MPa的(de)狀态下,磨損問題變得突出,因而在液壓油中使用了抗磨劑(jì);為了(le)适應在高溫熱源和明火附近的液壓系統,使用抗燃的磷酸酯、水-乙二(èr)醇液壓液,水包油和(hé)油(yóu)包水乳化液(yè)等。以(yǐ)及應“用(yòng)”而(ér)生的抗氧、防鏽(xiù)等各種類(lèi)型複合添加(jiā)劑配置的不(bú)同(tóng)用(yòng)途液壓油(液)品種繁多。如:抗磨液壓油複合劑類型(xíng)中(zhōng)的無鋅型(無灰型(xíng))抗磨液壓油複合劑,是用(yòng)烴類硫化物、磷酸酯、亞磷酸酯等,還有同(tóng)時含硫、磷和氮三種元素的S-P-N極壓抗磨劑(jì)。在(zài)極壓工業齒(chǐ)輪油(yóu)中,也以P-S型極(jí)壓劑為主。
密封件産生“溶漲”或“抽提”的(de)原因是(shì)液(yè)壓油(yóu)中添加劑所含(hán)有的(de)各種化學元素及其濃度,依據(jù)“相似相溶”的原理,對不同的密封材質産生不(bú)同的影響,也既是(shì)密封材料的耐介質性(xìng)能。例如:Shell Omala 320齒輪油(yóu)和Shell Omala 460齒輪油中顯示極性的磷(P)元素濃度在300ppm左右,所以丁腈橡膠因含有丙稀腈基團而具有極性,具有優良的耐油性能,卻不适宜該類型油品的介質條件。
随着液壓油(油(yóu))品(pǐn)種的不斷研發,為(wéi)改善(shàn)油(yóu)(液)性能(néng)的各種抗磨、極壓添加劑(jì)、金屬減活劑(jì)、破乳化劑和抗泡(pào)添加劑等,對密封件的材料的(de)影響需(xū)要通過實驗來驗證。
二、密封材料(liào)耐油液性能(néng)檢測評定:
橡膠材料的密封件耐油液性能,一般采用标準(zhǔn)試驗油,按試驗标(biāo)準規定的溫度條(tiáo)件和試驗時間下浸(jìn)泡,通過對浸泡(pào)前後測試值對比(如材料的硬度變(biàn)化、拉伸強度變化(huà)率、扯斷伸長變化(huà)率、體積變化(huà)率、壓縮永久變形(xíng)等),評(píng)價其性能。
不同用途對材料的指标值考核不一樣。
三、液壓油(液)對密封件性(xìng)能的影響:
密(mì)封(fēng)理論認為:在一(yī)個動态柔性密封及其配合面之間(jiān)存在一層完整的潤滑膜(mó)。在正常狀(zhuàng)态下,正是借助這層(céng)潤滑膜來達到密封目的并延(yán)長密封件壽命。
在液(yè)壓系統中,液壓油液對密封件密封性(xìng)能的影響除介(jiè)質、密(mì)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、缸體或活塞杆(gǎn)的材(cái)質、硬度、幾何形狀、表面光潔(jié)度,以及密封件的(de)結構等影響潤滑膜形成和(hé)膜特(tè)征的因素,均影響(xiǎng)密封效果。一(yī)般說(shuō)來,形成連續的(de)潤(rùn)滑膜能獲(huò)得理想的密(mì)封(fēng)效(xiào)果。
日本NOK公司最先(xiān)在世界上用最新(xīn)的圖象處理技術解釋清楚油封的(de)密封(fēng)原理。認為(wéi)油封(旋轉動密封)的(de)密(mì)封機理(lǐ)由潤滑特性和密封(fēng)原理兩部分組成。潤滑特性:油封的摩擦(cā)特性受流體的粘度與滑動速(sù)度支配,油封與(yǔ)軸的相對滑動表面在油膜分離的潤滑狀态下運動,因此保持摩擦(cā)阻力小,磨損小。密封原理:油封滑動接(jiē)觸面上油的流動是(shì)從大(dà)氣側(cè)流向油側又(yòu)從油側(cè)流向大(dà)氣側的循環。滑動面的潤滑良好,可防(fáng)止磨損的進行,由此沒有洩漏。
當系統運動速度過(guò)高時(shí),影響連續的潤滑膜的形成,導緻摩擦熱增加,超出密封材料(liào)的耐溫範圍則造成(chéng)密封(fēng)件的損壞。壓力過大時,除影響油膜(mó)形成,還會對橡塑密封件(jiàn)産生“擠隙”作用,一般可采用加“擋圈(quān)”來改善。或(huò)選擇摩擦系數小、自潤滑性好的PTFE組合密封件結構将(jiāng)有(yǒu)助于改善摩擦(cā)副之間的潤滑,适(shì)用于高低速往複運動及高壓系統的油缸活塞、活塞(sāi)杆密封。
根據系統(tǒng)工況條件及介質環境合理(lǐ)地選用密封件和密封材(cái)料、正确安裝使用和(hé)維護密封(fēng)件,是獲得有效的密封效果(guǒ)、可靠性(xìng)及使用壽命的關鍵。(轉(zhuǎn)載請注(zhù)明轉自微信公衆号:液壓(yā)那些事)