如何減小密封圈的非均勻磨損？

01

液壓缸漏油現(xiàn)象

對于液壓油缸來說，油液泄漏是常見的故障。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計，液壓油缸漏油故障占工程機(jī)械故障的30%左右。

圖片

管接頭密封不嚴(yán)、缸筒磨損、油液污染等都會引起液壓缸漏油，液壓缸漏油會嚴(yán)重影響設(shè)備的平穩(wěn)性、可靠性和使用壽命，需及時查找原因并排除泄漏故障。

02

密封圈磨損情形

密封性能是液壓油缸的重要性能之一，密封圈長時間磨損引起的損壞是導(dǎo)致液壓缸漏油的重要原因之一。

活塞外表面的密封圈，其作用是隔離兩腔、防止泄露。液壓油缸在工作時，活塞在缸筒內(nèi)作往復(fù)直線運(yùn)動，密封圈始終與缸筒內(nèi)表面發(fā)生摩擦，其磨損正常情況下是沿周向的均勻磨損，因此需要定期更換。

在工程中，由于各種原因，經(jīng)常出現(xiàn)密封圈產(chǎn)生單邊、局部的非均勻磨損，導(dǎo)致活塞缸短時間就因泄漏而需要更換密封圈，直接影響活塞缸的工作效率。

均勻磨損與非均勻磨損軌跡

03

密封圈非均勻磨損原因

密封圈是否均勻磨損，主要與活塞和缸筒是否同心有關(guān)。當(dāng)活塞外表面與缸筒內(nèi)表面完全同心時，密封圈產(chǎn)生的是均勻磨損；當(dāng)活塞外表面與缸筒內(nèi)表面非完全同心時，密封圈產(chǎn)生的是非均勻磨損。

活塞與缸筒是否同心，主要受以下因素影響：

1.液壓油缸在制造、裝配時，活塞與缸筒自身的同軸度精度，影響活塞與缸筒能否同心。

2.與活塞桿有關(guān)

活塞與活塞桿作為一個整體在缸筒內(nèi)做往復(fù)直線運(yùn)動，由于制造工藝的要求，一般情況下活塞與活塞桿一般是分開制造的，然后通過適當(dāng)?shù)倪B接方式將二者固接在一起。

活塞與活塞桿的連接形式很多，目前采用的基本都屬于剛性連接，也就是相對的連接件之間不能有位移。

液壓缸結(jié)構(gòu)簡圖

活塞與活塞桿連接后，以下因素可能導(dǎo)致活塞與缸筒產(chǎn)生同軸度誤差：

（1）活塞桿連接外表面與活塞內(nèi)表面的同軸度誤差，見上圖A處；

（2）活塞桿外表面與缸蓋內(nèi)表面的同軸度誤差，見上圖B處；

（3）缸筒內(nèi)表面與缸蓋外表面的同軸度誤差，見上圖C處。

當(dāng)活塞與活塞桿剛性連接后，由于制造、裝配的誤差，上述三個原因使活塞軸線與缸筒軸線產(chǎn)生一個角度，見下圖（a）。

此時，密封圈上的變形不等，在密封圈上產(chǎn)生沿周向非均勻分布的徑向力，見上圖（b）。非均勻分布的徑向力使作用在密封圈上的正壓力不等，從而導(dǎo)致密封圈與缸筒內(nèi)表面沿周向產(chǎn)生的摩擦力不等，導(dǎo)致磨損量大小不等，最終造成密封圈沿周向產(chǎn)生非均勻磨損。

3.當(dāng)活塞桿與被驅(qū)動負(fù)載連接后，負(fù)載對活塞與缸筒的同軸度也會產(chǎn)生影響。

正是由于以上疊加產(chǎn)生的誤差，使活塞與缸筒不同軸，從而導(dǎo)致密封圈產(chǎn)生非均勻磨損。

04

如何減小非均勻磨損

可以通過減小活塞與缸筒的同軸度誤差來減小密封圈的非均勻磨損，具體方法有：

1.保證相關(guān)零件的加工精度，如活塞桿的直線度、活塞密封溝槽的加工精度、活塞桿與活塞的同軸度。

2.在液壓油缸組裝時，盡量保證缸筒與缸蓋、缸蓋與活塞桿的同心，避免液壓缸軸心線與運(yùn)動方向偏離。

圖片

這就要求負(fù)責(zé)組裝的人員必須受過良好的操作培訓(xùn)，并有足夠的時間來完成組裝任務(wù)。

3.活塞與活塞桿采用柔性連接

不均勻磨損的另一個原因是過度擰緊、夾緊，通過柔性連接，使活塞與活塞桿之間保持較大的間隙，活塞兩端面與兩個壓板之間也留有較大間隙。在活塞與活塞桿之間配置O型圈（其彈性系數(shù)要小于活塞外表面密封圈的彈性系數(shù)），該O型圈除了活塞與活塞桿之間起密封作用，還可以通過自身變形，消除因活塞桿與活塞連接誤差引起的活塞外表面與缸筒內(nèi)表面同軸度的影響。