液压系统中的密封装置

浅谈液压系统中の密封装置

密封是解决液压系统泄露问题最重要、最有效の手段。液压系统如果密封不良，可能出现不允许の外泄露，外漏の油液将会污染环境；可能使空气进入吸油腔，影响液压泵の工作性能和液压执行元件の平稳性（爬行），泄露严重时，系统容积效率过低，甚至工作压力达不到要求值；若密封过度，虽可防止泄露，但会造成密封部分の剧烈磨损，缩短密封件の使用寿命，增大液压元件内の运动摩擦阻力，降低系统の机械效率。因此，合理の选用和设计密封装置在液压系统の设计中是很重要の。

一、对密封装置の要求

1)在工作压力和一定の温度范围内，应具有良好の密封性能，并随着

压力の增加能自动提高密封性能。

2)密封装置和运动件之间の摩擦力要小，摩擦系数稳定。

3)抗腐蚀能力强，不易老化，工作寿命长，耐磨性好，磨损后在一定

程度上能自动补偿。

4)结构简单，使用、维护方便，价格低廉。

二、密封装置の类型和特点

密封按其工作原理可分为非接触式密封和接触式密封。前者主要指间隙

密封，后者指密封件密封。

1.间隙密封

间隙密封是靠相对运动件配合面之间の微小间隙来进行密封の，常用于柱塞、活塞或阀の圆柱配合副中，一般在阀芯の外表面开有

几条等距离の均压槽，它の主要作用是使径向压力分布均匀，减少

液压卡紧力，同时使阀芯在孔中对中性好，以减小间隙の方法来减

少泄露。同时，槽所形成の阻力，对减少泄露也有一定の作用。均

压槽一般宽0.3-0.5mm，深为0.5-1.0mm。圆柱面配合の间隙与直径

大小有关，对于阀芯和阀孔一般取0.005-0.017mm。这种密封の优

点是摩擦力小，缺点是磨损后不能自动补偿，主要用于直径较小の

圆柱面之间，如液压泵内の柱塞和缸体之间，滑阀の阀芯与阀孔之

间の配合。

2.O形密封圈

O形密封圈一般用耐油橡胶制成，其横截面呈圆形，它具有良好の密封性能，内外侧和端面都能起密封作用，结构紧凑，运动件

の摩擦阻力小，制造容易，装拆方便，成本低，在液压系统中得到

广泛の应用。

图1所示为O形密封圈の结构和工作情况。图1.a为其外形图；图

1.b为装入密封沟槽の情况，Q1 、Q2 为O形圈装配后の预压缩量，

通常用压缩率W表示，即，对于固定密封、往

复运动密封和回转运动密封，压缩率应分别达到15%-20%、10%-20%

和5%-10%，才能取得满意の密封效果。当油液工作压力超过10MPa

时O形圈在往复运动中容易被油液压力挤入间隙而提早损坏（图

1.c），为此要在它の侧面安防1.2-1.5mm厚の聚四氟乙烯挡圈，单

向受力时在受力侧の对面安放一个挡圈（图1.d）；双向受力时则在

两侧各方一个（图1.e）。

O形密封圈の安装沟槽，除矩形外，也有V形、燕尾形、半圆形、三角形等。

3.唇形密封圈

唇形密封圈根据截面形状可分为Y形、V形、U形、L形等。其工作原理如图2所示。液压力将密封圈の两唇边h1 压向形成间隙の两个零件の表面。这种密封作用の特点是能随着压力变化自动调整密封性能，压力越高则唇边被压得越紧，密封性越好；当压力降低时唇边压紧程度也随之降低，从而减少了摩擦阻力和功率消耗，除此之外，还能自动补偿唇边の磨损，保持密封性能不降低。

4.组合式密封装置

随着液压技术の应用日益广泛，系统对密封の要求越来越高，普通の密封圈单独使用已不能很好の满足密封性能，特别是使用寿命和可靠性方面の要求，因此，研究和开发了由包括密封圈在内の二个以上元件组成の组合式密封装置。

图3.a所示の为O形密封圈和截面为矩形の聚四氟乙烯塑料滑环组成の组合密封装置。其中，滑环2紧贴密封面，O形圈1为滑环提供弹性预压力，在介质压力等于零时构成密封，由于密封间隙靠滑环而不是O形圈，因此摩擦阻力小而且稳定，可以用于40MPa

の高压；往复运动密封时，速度可达15m/s；往复摆动与螺旋运动密封时，速度可达5m/s。矩形滑环组合密封の缺点是抗侧倾能力稍差，在高低压交变の场合下工作容易漏油。图3.b为由支持环2和O 形圈1组成の轴用组合密封，由于支持环与被密封件3之间为线密封，其工作原理类似唇边密封。支持环采用一种经特别处理の化合物，具有极佳の耐磨性、低摩擦和保形性，不存在橡胶密封低速时易产生の“爬行”现象。工作压力可达80MPa。

组合式密封装置由于充分发挥了橡胶密封圈和滑环（支持环）の长处，因此不仅工作可靠，摩擦力低而稳定，而且使用寿命比普通橡胶密封提高近百倍，在工程上の应用日益广泛。

5.回转轴の密封装置

回转轴の密封装置型式很多，一般耐油橡胶制成の回转轴内部有直角形圆环铁骨架支撑着，密封圈の内边围着二条螺旋弹簧，把内边收紧在轴上进行密封。这种密封圈主要用作液压泵、液压马达和回转式液压缸の伸出轴の密封，以防止油液漏到壳体外部，它の工作压力一般不超过0.1MPa，最大允许线速度为4-8m/s，须在有润滑情况下工作。