當(dāng)液壓油缸出現(xiàn)泄漏時,會導(dǎo)致油缸腔體容積變小、效率降低,甚至出現(xiàn)液壓系統(tǒng)無法工作的情況。因此,液壓站液壓系統(tǒng)要盡量避免液壓油缸發(fā)生泄漏,需要采取必要的密封措施。
液壓油缸的密封方式
液壓油缸的泄漏有內(nèi)泄漏和外泄漏,外泄漏主要發(fā)生在活塞桿與缸頭以及導(dǎo)向套之間,內(nèi)泄漏主要是活塞外壁與缸筒內(nèi)壁之間的泄漏。液壓油缸的頻率響應(yīng)與密封形式密切相關(guān)。目前液壓油缸成熟的密封方式有:
1.密封件密封
在活塞的外表面安裝密封件來防止內(nèi)泄漏。在這種密封方式下,密封件與缸筒內(nèi)壁緊密接觸,能夠起到很好的密封效果。當(dāng)油液的壓力增大時,密封面上的接觸壓力也會隨之增大,使密封效果得到進(jìn)一步提升。密封件密封是目前應(yīng)用廣泛的一種密封方式,容積率高、內(nèi)泄漏小。
2.組合型密封
采用橡膠密封組件來實(shí)現(xiàn)液壓油缸的密封作用,主要有格萊圈、蕾形密封圈、斯特封等,具有組合的兩種密封件的特點(diǎn),在工作中共同發(fā)揮起到密封的作用。如由橡膠O形圈和聚四氟乙烯的格萊圈組合而成的格萊圈,具有O形圈的良好的彈性和自潤性,具有更長的使用壽命。
3.間隙密封
這是依靠活塞外壁與缸筒內(nèi)壁兩個運(yùn)動件配合面之間保持很小的間隙,由流動阻力、油與配合面之間的張力、分子力等使之產(chǎn)生液體摩擦阻力來防止泄漏的密封方法。
間隙密封的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、摩擦力小,活塞的運(yùn)行速度高。缺點(diǎn)是內(nèi)泄漏量較大,尤其是用于大直徑液壓油缸時,內(nèi)泄漏量會急劇增加,影響液壓油缸的容積率。所以,間隙密封只適用于直徑較小、壓力較低的液壓油缸。
變間隙密封
目前的各種密封方式有其優(yōu)勢,也都存在難以解決的問題,近年來科研工作者們一直致力于液壓油缸的結(jié)構(gòu)優(yōu)化等研究,以期研發(fā)出泄漏量低、摩擦阻力小、運(yùn)行速度高的液壓油缸。
現(xiàn)在使用的間隙密封是恒間隙密封,為解決恒間隙密封泄漏量大、無法使用于高壓力油缸的難題,有人提出了變間隙密封的密封方法。
變間隙密封的核心是在活塞的兩端增加環(huán)形的可變形唇邊結(jié)構(gòu),其工作原理是:當(dāng)油液通向油缸的高壓腔時,活塞唇邊與缸體內(nèi)壁形成節(jié)流間隙。由于壓差流動,以及活塞與缸筒內(nèi)壁剪切流動的作用,高壓油通過唇邊與缸體內(nèi)壁的間隙,從高壓腔流向低壓腔。
此時,唇邊上表面的壓力呈遞減狀分布,下表面受高壓,唇邊上下表面的壓力差使得唇邊向缸筒內(nèi)壁擴(kuò)展,然后在彈性力、壓力的相互作用下達(dá)到平衡。此時密封間隙減小、泄漏量減少,由于間隙未完全解決,從而使得活塞與缸筒內(nèi)壁間的摩擦副可以得到油液的潤滑,液壓油缸的摩擦性能和頻響特性得以改善和提高。