液压缸活塞杆密封泄漏原因分析与措施
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ZHU Xiao-ming
（Haogao Mechatronics Technology (Shanghai) Co.,Ltd., Shanghai 201102 ， China ）
Abstract: The thesis studies dynamic mechanism of the technological innovation about Chinese hydraulic industry, there are internal dynamic mechanism of enterprise, dynamic mechanism of market, dynamic mechanism of property rights and dynamic mechanism of government regulations, direct investigation for the measures of technological innovation about the hydraulic industry. Key words: hydraulic industry ； technological innovation ； dynamic mechanism
密封泄漏 ， 影响装置正常运行 。
表1 液压缸活塞杆密封泄漏情况汇总表
Y 型密封失效图片
1
活塞杆密封结构及受力分析
液压缸工作在室外露天场所 ， 压力 8.8MPa ， 液压油
定期分析 ， 质量好 。
2005.04.04 2006.07.15 2007.11.03 2009.09.27 2011.07.27
0
引言
关于技术创新的动力机制问题国内外很多学者进
内部动力机制 、 市场动力机制 、 产权动力机制和政府法 规动力机制等四种 。
行过研究 ， 根据生产要素和外部环境因素在技术创新 中所起的作用不同 ， 有技术推进模式 、 市场拉 引 模 式 、 技术推 — —— 市场拉综合作用模式 、 技术规范 — —— 技术 轨道模式 、N— —— R 关系模式等 。 企业技术创新的动力 机制可以分为企业内在动力 （ 由技术创新意识 、 技术创 新利益等组成 ） 和企业外在动力 （ 由市场需求 、 政 府 政 策扶持等组成 ）。 液压企业技术创新的动力机制有企业
液压气动与密封/2012 年第 4 期
液压缸活塞杆密封泄漏原因分析与措施
王雪峰
（ 中石化金陵有限责任公司烷基苯厂 ， 江苏 南京
摘
210046）
要 ： 从活塞杆密封结构和受力着手分析液压缸活塞杆密封失效的实例 ， 找出密封型式不当是液压缸活塞杆密封泄漏 的 主 因 ； 液 压
油夹带气体 ， 则加速了密封的失效 。 关键词 ： 液压缸 ； 活塞杆 ； 密封 中图分类号 ：TH137.5 文献标识码 ：A 文章编号 ：1008-0813 （2012 ）04-0004-03
收稿日期 ：2011-08-22 作者 简 介 ： 朱 小 明 (1967-) ， 男 ， 江 西 南 康 人 ， 高 级 工 程 师 ， 硕 士 ， 从 事 液 压 系统及液压元件的应用工作 。
参
[1] [2] [3] [4]
考
文
献
[5] [6] [7]
2003, （1 ）.
张付英 ， 等 . 基 于 物 场 变 换 法 的 液 压 活 塞 杆 密 封 技 术 研 究 [J]. 润滑与密封 ,2005 ，（5 ）. 周 志 鸿 , 张 康 雷 . 基 工 程 机 械 液 压 缸 活 塞 杆 密 封 的 进 展 [J]. 润 滑与密封 ，2005 ，（11 ）. 邹 建 华 ，吴 榕.分 析 液 压 缸 活 塞 杆 密 封 失 效 原 因 及 防 止 措 施
圈密封 +Y 型密封 +防尘密封的结构型式 。 实物活塞杆密封简化了 O 型密封圈 。 按设计增加
4.35mm，偏斜角度 0.5°。
查看失效密封圈如图 1 所示 ， 存在半圆损坏的情 况 ， 存在非均匀磨损 ， 而造成失效的主要原因是密封圈 出现一处轴向贯穿性裂纹 。 因无法改变目前直线到旋转执行的设计 ， 使用中 ， 要利用检修机会 ， 对液压缸的磨损量进行测量监控 ， 保 证活塞 、 活塞杆 、 缸体良好的同轴度 。 定期更换易损密 封件 ， 控制安装质量 。
图3
斯特封结构图
Y 型密封圈的背面 ， 确 实 有 类 似 于 “ 被 咬 过 ” 的 破 洞 形
式的损坏 。 分析认为 ， 液压油系统设计采用充氮气囊保证油 压力稳定 ， 经跟踪 ， 充氮气囊使用中确实存在氮气泄漏 到液压油中的情况 。
斯特密封动密封状态下 ， 可以使用到 80MPa ， 运动 速度高达 15m/s。 对于作直线运动的双作用液压缸活塞杆密封 ， 就泄 漏而言 ，目前 ，尚无一种密封可以达到完全密封 。 为提高 密封可靠性 ，设计时 ，采用不同类密封圈组合的形式 。
等四种 ， 为研究液压行业技术创新措施提供了方向 。 关键词 ： 液压行业 ； 技术创新 ； 动力机制 中图分类号 ：TP271+.3 文献标识码 ：C 文章编号 ：1008-0813 （2012 ）04-0006-02
The Power Mechanism of the Chinese Hydraulic Industry Technological Innovation
2011.7.27，Y 型密封失效图片 ，如图 1 所示 。
从液压缸活塞杆的密封结构及受力分析着手分 析 ， 找出泄漏产生的原因 。
收稿日期 ：2011-09-27 作者简介：王雪峰（1980-），男，江苏如东人，本科学历，从事设备管理工作。
4
Hydraulics Pneumatics & Seals/No.4.2012
目前 ， 斯特封广泛应用于各类型的液压缸活塞杆 密封系统 ， 一般与导向带和支撑圈配合使用 。 斯特封结 构图如图 3 所示 。
1.3 液压油带气
混入液压油的气体会导致活塞杆密封材料发生物 理性损坏 ， 在高压状态下 ， 由于 “ 气穴 ” 作用 ， 在 Y 型密 封唇口处 ， 气泡会被强烈的压溃 ， 局部产生极高的压力 和高温 ， 造成密封件内表面的高压侧和密封件的根部 产生小刻痕 ， 就像 “ 被咬过 ” 的痕迹 。 气泡 穿 过 密 封 边 缘 ， 到达密封运动副中的隙缝 ， 并进一步运动到密封圈 的根部时 ， 压力突然降低 ， 气泡团迅速膨胀使 Y 型密封 外圈损坏或者导致密封件的根部破洞形成 。 图 1 中在
O 型密封圈 ， 要在密封套上加工密封圈槽 ， 通过停工检
修机会 ， 可实现 。
2.2
斯特封
1952 年 ， 美国 W.S.Shanmban 公司研发出专利产品
斯特封 （Stepseal ）,90 年代初 ， 全国液压气动标准化技术 委员会委托天津工程机械研究院制定斯特封标准，
1994 年标准被批准 ，1995 年 4 月开始执行 。
5
0.2m/s， 检查失效密封圈 ， 未见狄塞尔效应造 成 的 典 型
液压气动与密封/2012 年第 4 期
我国液压行业技术创新的动力机制
朱小明
（上海豪高机电科技有限公司 ，上海
摘
201102）
要 ： 该文研究了我国液压行业技术创新的动力机制 ， 主要有企业内部动力机制 、 市场动力机制 、 产权动力机制和政府法规动力机制
6h 6.8h 6.2h 4.8h 4.0h
液压缸伸缩时间间隔在 110~130s 之间 ， 按装置运 行周期 8000h/ 年计 ， 每周期伸缩次数为 （2.22~2.62 ）×
105。 活塞杆密封要求在一个周期内保证稳定 。 1.1 液压缸活塞杆密封结构分析
0
引言
某化工装置通过分子筛吸附室的吸附 、 脱附实现
物料不同组分的分离 ， 其核心 设 备 24 通 旋 转 阀 ， 靠 液 压系统驱动旋转 。 液压缸是主要的执行元件 ， 系统提供
8.8MPa 液压油 ， 液压缸经控制 ， 每 110~130s 伸长 、 收缩
做功一次 。
正压面 图1 背压面
2005 年 ～2011 年 ， 同一台液压缸多次发生活塞杆
活塞杆密封件对缸杆进行密封 ， 必须满足在动 、 静 不同的工作条件下没有至大气侧的泄漏 。 液压缸活塞杆密封 ， 采用 Y 型密封 （ 见图 2）+ 防尘 密封型式 。 Y 型密封圈由较硬的聚氨脂制成 ， 因其弹性 力较差 ， 导致其密封性能降低 ； 活塞伸出行程形成较厚 的油膜 ， 收缩行程时油膜被刮除 ， 一旦密 封 发 生 泄 漏 ， 会很快扩大 ， 产生大量泄漏 。
1.4 狄塞尔效应
在液压缸内行程中 ，如果运动 速 度 过 高 ，活 塞 杆 通过邻近的间隙将油带走 ， 密封 槽 可 能 部 分 抽 空 ， 导 致油压力降低到空气溶解压以下 ， 此 时 溶 解 于 液 压 油 中的空气逸出形成气泡 ， 甚至导 致 有 压 力 降 低 到 饱 和 蒸汽压以下 ，此时将产生油蒸汽 ，如果在接下来得运 动中 ， 油压力急剧上升 ， 气泡突然被压缩溃 灭 ， 温 度 急 剧上升，使油蒸汽与空气混合物产生自燃 ，即狄塞尔 效应 。 而我们使用的液压缸对速度不高 ， 经测量在 0.15~
损坏 。 经上述分析可知 ， 活塞密封密封型式不合理是活 塞杆密封失效的主因 ， 液压油夹带空气加速了密封的
图2
Y 型密封
失效 。
故 Y 型密封在活塞杆密封中很少单独使用 。
2
2.1
措施
密封型式改进 查看液压缸设计图 ， 发现活塞杆密封设计为 ：O 型
1.2 液压缸受力分析
液压缸活塞杆伸缩 ， 经执行机构实现直线运动变 为旋转运动 ， 因圆周弧度的存在 ， 液压杆伸 缩 过 程 中 ， 活塞杆 、 缸体有一定摆动 ， 密封圈单边变形 ， 造 成 密 封 圈非均匀磨损 。 经计算 ， 液压缸伸长做功最大偏斜距离
1
企业内部动力机制
企业盈利和员工的自我实现是企业技术创新的内
动力 ， 也是文化力 。 企业要生存 ， 要发展 ， 就要盈利 ， 利 益的驱动是企业技术创新一种强大的内动力 。 马斯洛 需求层次理论把人的需求从低到高依次分为生理需 求→安全需求→社交需求→尊重需求→自 我 实 现 五 类 ， 好的企业文化能为员工营造积极进取团结向上的 氛围 ， 增强员工对企业的归属感和认同感 ， 形成自我实 现的良好环境 ， 为企业的发展提供了不竭的动力 ， 特别 是企业家和技术人员可以发挥更加强大的作用 。 如宁 波华液机器制造有限公司为了企业的发展 ， 在开发出
3
结语
（1） 液压缸活塞杆密封使用单一密封型式 ， 很难取
得理想的效果 。 要求长周期 、 连续运行的情况 ， 应设计 采用组合型密封 ； （2 ） 斯 特 封 在 直 线 运 动 的 双 作 用 液 压 缸 活 塞 杆 密 封中应用广泛 ， 可靠性高 ， 设计时应优先考虑 ； （3） 液压油带气 ， 会 影 响 液 压 缸 活 塞 杆 密 封 寿 命 ， 应选用可靠性更佳的气囊 ， 注意检查气囊泄漏 ； （4 ） 液 压 缸 活 塞 杆 密 封 件 应 严 格 按 照 检 修 周 期 进 行更换 ， 并控制好检修质量 。
Reason Analysis and Measures of Leakage of Hydraulic Cylinder Piston Rod Seal
WANG Xue-feng
（Sinopec Jinling limited liability company alkylbenzene factory, Nanjing 210046, China ）
Abstract: It's from the piston rod seal structure and Stress, beginning to analyze the hydraulic cylinder piston rod sealing failure examples, to find out the seal type of misconduct is the hydraulic cylinder piston rod seal leakage cause ； hydraulic oil gas, accelerated the seal failure. Key words: hydraulic cylinder； piston rod ； seals
（Haogao Mechatronics Technology (Shanghai) Co.,Ltd., Shanghai 201102 ， China ）
Abstract: The thesis studies dynamic mechanism of the technological innovation about Chinese hydraulic industry, there are internal dynamic mechanism of enterprise, dynamic mechanism of market, dynamic mechanism of property rights and dynamic mechanism of government regulations, direct investigation for the measures of technological innovation about the hydraulic industry. Key words: hydraulic industry ； technological innovation ； dynamic mechanism
密封泄漏 ， 影响装置正常运行 。
表1 液压缸活塞杆密封泄漏情况汇总表
Y 型密封失效图片
1
活塞杆密封结构及受力分析
液压缸工作在室外露天场所 ， 压力 8.8MPa ， 液压油
定期分析 ， 质量好 。
2005.04.04 2006.07.15 2007.11.03 2009.09.27 2011.07.27
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引言
关于技术创新的动力机制问题国内外很多学者进
内部动力机制 、 市场动力机制 、 产权动力机制和政府法 规动力机制等四种 。
行过研究 ， 根据生产要素和外部环境因素在技术创新 中所起的作用不同 ， 有技术推进模式 、 市场拉 引 模 式 、 技术推 — —— 市场拉综合作用模式 、 技术规范 — —— 技术 轨道模式 、N— —— R 关系模式等 。 企业技术创新的动力 机制可以分为企业内在动力 （ 由技术创新意识 、 技术创 新利益等组成 ） 和企业外在动力 （ 由市场需求 、 政 府 政 策扶持等组成 ）。 液压企业技术创新的动力机制有企业
液压气动与密封/2012 年第 4 期
液压缸活塞杆密封泄漏原因分析与措施
王雪峰
（ 中石化金陵有限责任公司烷基苯厂 ， 江苏 南京
摘
210046）
要 ： 从活塞杆密封结构和受力着手分析液压缸活塞杆密封失效的实例 ， 找出密封型式不当是液压缸活塞杆密封泄漏 的 主 因 ； 液 压
油夹带气体 ， 则加速了密封的失效 。 关键词 ： 液压缸 ； 活塞杆 ； 密封 中图分类号 ：TH137.5 文献标识码 ：A 文章编号 ：1008-0813 （2012 ）04-0004-03
收稿日期 ：2011-08-22 作者 简 介 ： 朱 小 明 (1967-) ， 男 ， 江 西 南 康 人 ， 高 级 工 程 师 ， 硕 士 ， 从 事 液 压 系统及液压元件的应用工作 。
参
[1] [2] [3] [4]
考
文
献
[5] [6] [7]
2003, （1 ）.
张付英 ， 等 . 基 于 物 场 变 换 法 的 液 压 活 塞 杆 密 封 技 术 研 究 [J]. 润滑与密封 ,2005 ，（5 ）. 周 志 鸿 , 张 康 雷 . 基 工 程 机 械 液 压 缸 活 塞 杆 密 封 的 进 展 [J]. 润 滑与密封 ，2005 ，（11 ）. 邹 建 华 ，吴 榕.分 析 液 压 缸 活 塞 杆 密 封 失 效 原 因 及 防 止 措 施
圈密封 +Y 型密封 +防尘密封的结构型式 。 实物活塞杆密封简化了 O 型密封圈 。 按设计增加
4.35mm，偏斜角度 0.5°。
查看失效密封圈如图 1 所示 ， 存在半圆损坏的情 况 ， 存在非均匀磨损 ， 而造成失效的主要原因是密封圈 出现一处轴向贯穿性裂纹 。 因无法改变目前直线到旋转执行的设计 ， 使用中 ， 要利用检修机会 ， 对液压缸的磨损量进行测量监控 ， 保 证活塞 、 活塞杆 、 缸体良好的同轴度 。 定期更换易损密 封件 ， 控制安装质量 。
图3
斯特封结构图
Y 型密封圈的背面 ， 确 实 有 类 似 于 “ 被 咬 过 ” 的 破 洞 形
式的损坏 。 分析认为 ， 液压油系统设计采用充氮气囊保证油 压力稳定 ， 经跟踪 ， 充氮气囊使用中确实存在氮气泄漏 到液压油中的情况 。
斯特密封动密封状态下 ， 可以使用到 80MPa ， 运动 速度高达 15m/s。 对于作直线运动的双作用液压缸活塞杆密封 ， 就泄 漏而言 ，目前 ，尚无一种密封可以达到完全密封 。 为提高 密封可靠性 ，设计时 ，采用不同类密封圈组合的形式 。
等四种 ， 为研究液压行业技术创新措施提供了方向 。 关键词 ： 液压行业 ； 技术创新 ； 动力机制 中图分类号 ：TP271+.3 文献标识码 ：C 文章编号 ：1008-0813 （2012 ）04-0006-02
The Power Mechanism of the Chinese Hydraulic Industry Technological Innovation
2011.7.27，Y 型密封失效图片 ，如图 1 所示 。
从液压缸活塞杆的密封结构及受力分析着手分 析 ， 找出泄漏产生的原因 。
收稿日期 ：2011-09-27 作者简介：王雪峰（1980-），男，江苏如东人，本科学历，从事设备管理工作。
4
Hydraulics Pneumatics & Seals/No.4.2012
目前 ， 斯特封广泛应用于各类型的液压缸活塞杆 密封系统 ， 一般与导向带和支撑圈配合使用 。 斯特封结 构图如图 3 所示 。
1.3 液压油带气
混入液压油的气体会导致活塞杆密封材料发生物 理性损坏 ， 在高压状态下 ， 由于 “ 气穴 ” 作用 ， 在 Y 型密 封唇口处 ， 气泡会被强烈的压溃 ， 局部产生极高的压力 和高温 ， 造成密封件内表面的高压侧和密封件的根部 产生小刻痕 ， 就像 “ 被咬过 ” 的痕迹 。 气泡 穿 过 密 封 边 缘 ， 到达密封运动副中的隙缝 ， 并进一步运动到密封圈 的根部时 ， 压力突然降低 ， 气泡团迅速膨胀使 Y 型密封 外圈损坏或者导致密封件的根部破洞形成 。 图 1 中在
O 型密封圈 ， 要在密封套上加工密封圈槽 ， 通过停工检
修机会 ， 可实现 。
2.2
斯特封
1952 年 ， 美国 W.S.Shanmban 公司研发出专利产品
斯特封 （Stepseal ）,90 年代初 ， 全国液压气动标准化技术 委员会委托天津工程机械研究院制定斯特封标准，
1994 年标准被批准 ，1995 年 4 月开始执行 。
5
0.2m/s， 检查失效密封圈 ， 未见狄塞尔效应造 成 的 典 型
液压气动与密封/2012 年第 4 期
我国液压行业技术创新的动力机制
朱小明
（上海豪高机电科技有限公司 ，上海
摘
201102）
要 ： 该文研究了我国液压行业技术创新的动力机制 ， 主要有企业内部动力机制 、 市场动力机制 、 产权动力机制和政府法规动力机制
6h 6.8h 6.2h 4.8h 4.0h
液压缸伸缩时间间隔在 110~130s 之间 ， 按装置运 行周期 8000h/ 年计 ， 每周期伸缩次数为 （2.22~2.62 ）×
105。 活塞杆密封要求在一个周期内保证稳定 。 1.1 液压缸活塞杆密封结构分析
0
引言
某化工装置通过分子筛吸附室的吸附 、 脱附实现
物料不同组分的分离 ， 其核心 设 备 24 通 旋 转 阀 ， 靠 液 压系统驱动旋转 。 液压缸是主要的执行元件 ， 系统提供
8.8MPa 液压油 ， 液压缸经控制 ， 每 110~130s 伸长 、 收缩
做功一次 。
正压面 图1 背压面
2005 年 ～2011 年 ， 同一台液压缸多次发生活塞杆
活塞杆密封件对缸杆进行密封 ， 必须满足在动 、 静 不同的工作条件下没有至大气侧的泄漏 。 液压缸活塞杆密封 ， 采用 Y 型密封 （ 见图 2）+ 防尘 密封型式 。 Y 型密封圈由较硬的聚氨脂制成 ， 因其弹性 力较差 ， 导致其密封性能降低 ； 活塞伸出行程形成较厚 的油膜 ， 收缩行程时油膜被刮除 ， 一旦密 封 发 生 泄 漏 ， 会很快扩大 ， 产生大量泄漏 。
1.4 狄塞尔效应
在液压缸内行程中 ，如果运动 速 度 过 高 ，活 塞 杆 通过邻近的间隙将油带走 ， 密封 槽 可 能 部 分 抽 空 ， 导 致油压力降低到空气溶解压以下 ， 此 时 溶 解 于 液 压 油 中的空气逸出形成气泡 ， 甚至导 致 有 压 力 降 低 到 饱 和 蒸汽压以下 ，此时将产生油蒸汽 ，如果在接下来得运 动中 ， 油压力急剧上升 ， 气泡突然被压缩溃 灭 ， 温 度 急 剧上升，使油蒸汽与空气混合物产生自燃 ，即狄塞尔 效应 。 而我们使用的液压缸对速度不高 ， 经测量在 0.15~
损坏 。 经上述分析可知 ， 活塞密封密封型式不合理是活 塞杆密封失效的主因 ， 液压油夹带空气加速了密封的
图2
Y 型密封
失效 。
故 Y 型密封在活塞杆密封中很少单独使用 。
2
2.1
措施
密封型式改进 查看液压缸设计图 ， 发现活塞杆密封设计为 ：O 型
1.2 液压缸受力分析
液压缸活塞杆伸缩 ， 经执行机构实现直线运动变 为旋转运动 ， 因圆周弧度的存在 ， 液压杆伸 缩 过 程 中 ， 活塞杆 、 缸体有一定摆动 ， 密封圈单边变形 ， 造 成 密 封 圈非均匀磨损 。 经计算 ， 液压缸伸长做功最大偏斜距离
1
企业内部动力机制
企业盈利和员工的自我实现是企业技术创新的内
动力 ， 也是文化力 。 企业要生存 ， 要发展 ， 就要盈利 ， 利 益的驱动是企业技术创新一种强大的内动力 。 马斯洛 需求层次理论把人的需求从低到高依次分为生理需 求→安全需求→社交需求→尊重需求→自 我 实 现 五 类 ， 好的企业文化能为员工营造积极进取团结向上的 氛围 ， 增强员工对企业的归属感和认同感 ， 形成自我实 现的良好环境 ， 为企业的发展提供了不竭的动力 ， 特别 是企业家和技术人员可以发挥更加强大的作用 。 如宁 波华液机器制造有限公司为了企业的发展 ， 在开发出
3
结语
（1） 液压缸活塞杆密封使用单一密封型式 ， 很难取
得理想的效果 。 要求长周期 、 连续运行的情况 ， 应设计 采用组合型密封 ； （2 ） 斯 特 封 在 直 线 运 动 的 双 作 用 液 压 缸 活 塞 杆 密 封中应用广泛 ， 可靠性高 ， 设计时应优先考虑 ； （3） 液压油带气 ， 会 影 响 液 压 缸 活 塞 杆 密 封 寿 命 ， 应选用可靠性更佳的气囊 ， 注意检查气囊泄漏 ； （4 ） 液 压 缸 活 塞 杆 密 封 件 应 严 格 按 照 检 修 周 期 进 行更换 ， 并控制好检修质量 。
Reason Analysis and Measures of Leakage of Hydraulic Cylinder Piston Rod Seal
WANG Xue-feng
（Sinopec Jinling limited liability company alkylbenzene factory, Nanjing 210046, China ）
Abstract: It's from the piston rod seal structure and Stress, beginning to analyze the hydraulic cylinder piston rod sealing failure examples, to find out the seal type of misconduct is the hydraulic cylinder piston rod seal leakage cause ； hydraulic oil gas, accelerated the seal failure. Key words: hydraulic cylinder； piston rod ； seals