液壓密封新技術(shù)研究

張興友

（重慶三峽職業(yè)學(xué)院，重慶 404000）

液壓技術(shù)滲透到很多領(lǐng)域，不斷在工業(yè)、在機(jī)床、工程機(jī)械等行業(yè)得到大幅度的應(yīng)用和發(fā)展。液壓系統(tǒng)離不開密封，傳統(tǒng)的密封方法在特定的情況下密封效果并不理想，據(jù)調(diào)查：當(dāng)活塞的移動速度高于300 m m/s時(shí)，國產(chǎn)液壓機(jī)都存在不同程度的泄漏，為此，液壓機(jī)行業(yè)經(jīng)過幾十年的探索仍無法解決此問題。要徹底解決液壓泄漏，只有在密封方法上進(jìn)行改進(jìn)。

1 液壓泄漏原因分析

目前液壓系統(tǒng)采用的密封方法都是用密封圈在需要密封的地方堵塞介質(zhì)的流動以達(dá)到密封的目的，這種堵塞式的密封在靜密封或者低速動密封情況下可以達(dá)到理想的密封效果，但在高速往復(fù)密封的情況下，這種密封方式并不理想，會造成一定程度的泄漏，原因如下：

（1）由于制造的原因，堵塞密封并不能完全徹底地堵塞往復(fù)密封情況下的泄漏通道。在往復(fù)密封情況下密封圈與被密封的運(yùn)動零件之間有相對運(yùn)動，加上制造時(shí)密封圈和被密封零件表面的各種缺陷和形位尺寸誤差，在國內(nèi)目前的技術(shù)條件下，很難使密封處的間隙控制在理想的范圍。因而造成泄漏通道并不能完全堵塞和準(zhǔn)確控制在一定范圍，造成泄漏。

（2）根據(jù)摩擦及潤滑的有關(guān)理論，在液壓往復(fù)密封時(shí)要綜合考慮摩擦因素和密封因素才能達(dá)到很好的密封效果，因此密封處的粗糙度的取值就非常關(guān)鍵。液壓往復(fù)密封時(shí)密封接觸面的粗糙度必須保留一定值以儲存潤滑介質(zhì)，使密封處的摩擦減小。粗糙度值大一點(diǎn)有利于潤滑介質(zhì)的儲存，但會使密封處的摩擦加??；粗糙度值小一點(diǎn)會使儲存的潤滑介質(zhì)過少同樣會使摩擦加劇，而粗糙度的合理取值與密封材質(zhì)、硬度、溫度、介質(zhì)粘度、接觸壓力等等諸多因素有關(guān)。國內(nèi)的有關(guān)研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)做了大量的努力都沒能解決實(shí)際生產(chǎn)時(shí)液壓往復(fù)密封的粗糙度合理取值問題。特別是大型液壓機(jī)的生產(chǎn)，技術(shù)手段不完善，要想準(zhǔn)確控制活塞的粗糙度目前還做不到。

（3）堵塞密封在高速往復(fù)密封情況下很難達(dá)到理想的密封效果。根據(jù)現(xiàn)有的密封理論，在高速往復(fù)密封情況下運(yùn)動零件通過密封處后始終要帶出液壓介質(zhì)，而帶出的液壓介質(zhì)在回程時(shí)由于結(jié)構(gòu)的原因不可能有足夠大的壓力使其再通過密封面而回到介質(zhì)通路，只能存留在運(yùn)動零件的外表面，經(jīng)過一定的積累后就會形成液壓介質(zhì)的泄漏。

（4）滲漏和擴(kuò)散的影響也會使液壓介質(zhì)有一定量通過密封面停留在運(yùn)動零件表面，同樣由于沒有足夠的壓力使其回流，通過一定的積累就會形成泄漏。

2 液壓密封方法的改進(jìn)

堵塞的密封方式并不能完全堵塞液壓介質(zhì)的泄漏，始終有一部分液壓介質(zhì)會通過堵塞面泄漏出來，對于這部分泄漏出來的液壓介質(zhì)在密封結(jié)構(gòu)上目前沒有一種密封方法給予考慮。盡管通過不斷改善密封結(jié)構(gòu)使通過堵塞面泄漏出來的液壓介質(zhì)比較少，但由于沒有回流壓力的作用，這部分泄漏出來的液壓介質(zhì)通過一定積累后就會形成漏油。因此要徹底解決液壓漏油問題必須考慮對于通過堵塞密封后泄漏出來的液壓介質(zhì)的再密封問題，即考慮用與“疏導(dǎo)密封”的密封方式結(jié)合密封的方法進(jìn)行密封。

（1）“疏導(dǎo)密封”的工作原理簡介?！笆鑼?dǎo)密封”的密封方法的作用就在于將通過堵塞密封后泄漏出來的液壓介質(zhì)導(dǎo)流回油箱而不積存在液壓零件上。根據(jù)對現(xiàn)有的液壓密封結(jié)構(gòu)分析，要疏導(dǎo)通過堵塞密封后泄漏出來的液壓介質(zhì)。方式方法很多，考慮成本和可操作性，能應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)際的只有兩種結(jié)構(gòu)，其一是用吸附性能好的材料將介質(zhì)吸收；其二是用負(fù)壓將介質(zhì)吸收到其它地方。第一種方法用吸附材料能短時(shí)間吸收一定的密封介質(zhì)，當(dāng)其吸收飽和后吸油性能會大幅降低，必須有一裝置將其吸收的密封介質(zhì)擠出。擠出的密封介質(zhì)必須導(dǎo)流回油箱或其它的儲油裝置中，否則又會積存到密封元件上影響密封效果。這種密封方法關(guān)鍵就在吸附材料的選取及其安裝結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，而且只能疏導(dǎo)微小的泄漏量，當(dāng)泄漏量比較大時(shí)，很難找到一種理想的吸附材料。因?yàn)槲叫院湍湍p性是相矛盾的，材料的吸附性是靠其內(nèi)部組織的疏松或孔洞來實(shí)現(xiàn)的，而要實(shí)現(xiàn)耐磨損要求表面至少要致密。第二種方法要有產(chǎn)生負(fù)壓的裝置以及將負(fù)壓接通到密封面的結(jié)構(gòu)，該密封方法已經(jīng)成功申請專利（專利號Z L 20102055 5720.1）。

（2）密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。采用第一種疏導(dǎo)密封方式時(shí)，可在活塞防塵圈后加吸油效果好而且能耐一定磨損的材料做成的吸油元件，將通過格萊圈和Y形密封圈密封后漏出的液壓介質(zhì)吸收，再利用活塞運(yùn)動對吸油元件的擠壓和液壓介質(zhì)的重力，將吸油元件吸收的液壓介質(zhì)擠出來，通過小孔回流到油箱達(dá)到“疏導(dǎo)”密封的目的。

第二種疏導(dǎo)密封的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理圖是利用負(fù)壓將漏出的液壓介質(zhì)吸收回油箱。負(fù)壓的產(chǎn)生方法很多，考慮成本和技術(shù)可行性，利用液壓介質(zhì)的流動產(chǎn)生負(fù)壓最好，其原理為：將液壓機(jī)的動力油泵提供的高壓動力油分出一支，動力油進(jìn)入文丘里管。由文丘里管使液壓介質(zhì)高速流動，在文丘里管內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，負(fù)壓通過單向閥接通密封處，將泄漏出的液壓油吸回到油箱中，負(fù)壓的大小由文丘里管內(nèi)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整。

3 結(jié)語

利用堵塞和疏導(dǎo)相結(jié)合的方式對液壓裝置進(jìn)行密封能很好地解決液壓系統(tǒng)漏油的問題，該方法在國內(nèi)某液壓機(jī)上開始應(yīng)用，其中的密封結(jié)構(gòu)已經(jīng)完善，有的已經(jīng)申請專利。

[1]工程機(jī)械液壓系統(tǒng)的泄漏原因及對策[DBOL].密封技術(shù)網(wǎng) http://www.mfw365.com，2010-04-15

[2]液壓往復(fù)密封理論、技術(shù)與應(yīng)用的進(jìn)展研究[DBOL].五金機(jī)電網(wǎng)http://www.wjjdw.com，2011，（12）.

[3]姜繼海.液壓與氣壓傳動[M].北京：高等教育出版社，2002.