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液压机活塞杆表面渗漏油分析及防止措施

2022-06-18
摘要:液压机活塞杆表面渗漏油分析及防止措施 液压机作为一种常见的锻压加工设备, 广泛应用于制造业中的少切削、无切削工艺以及薄板冲裁、金属的挤压、压制、成形、拉伸等工艺, 尤其在汽车制造业中得到广泛使用。液压机的工作原理是通过液动力转递给油缸, 驱动活塞在油缸内作上下运动, 进而驱动活动横梁实现最基本的压力 […]

液压机活塞杆表面渗漏油分析及防止措施

液压机作为一种常见的锻压加工设备, 广泛应用于制造业中的少切削、无切削工艺以及薄板冲裁、金属的挤压、压制、成形、拉伸等工艺, 尤其在汽车制造业中得到广泛使用。液压机的工作原理是通过液动力转递给油缸, 驱动活塞在油缸内作上下运动, 进而驱动活动横梁实现最基本的压力加工。

如图 1 所示的四柱式液压机, 当活塞上、下运动时, 活塞杆会往返进出油缸, 其表面依靠缸口的密封圈将缸内油液封闭在油缸内, 除油缸活塞以及缸口导套等零件的质量之外, 密封圈的质量是保证油缸内油液不渗漏的关键。

液压机结构和现状

这里所谈液压机结构是以基本型的结构为实例, 也就是液压机活塞作上下垂直运动, 其基本动作过程为: 滑块快速下行→慢下工作→保压→卸压→回程。在滑块快速下行时主要靠滑块和活塞的自重并克服密封圈和立柱滑动时的摩擦力, 此时主缸无杆腔以吸油为主, 而下腔开放回油。

因此, 对缸口密封圈仅产生微小的承受力, 不可能靠油液力使密封圈紧贴活塞杆来达到封油, 而只能靠密封圈的制作质量来保证。对于Φ280 以下的小规格密封圈, 由于液压机滑块和活塞杆自重小, 快速下行速度慢, 密封圈更不容易紧贴活塞杆。若密封性能差, 极易造成活塞杆表面淌渗油。经不间断的往返上下运动, 淌渗油积少成多。这样, 一则造成液压油损失, 需要不定期补充新油, 再则淌渗滴下的油使液压机周围的环境受到污染。

上述问题在大多数液压机生产厂普遍存在。为此, 有个别生产厂家只能采用进口密封圈来代替, 价格偏贵, 大大增加了成本。

密封圈的研制

首先以 Yx 密封圈作分析。液压机使用的密封材料, 按系统压力为 25MPa 时的要求, 采用高硬度的聚氨脂- 4 材质, 应符合标准要求,其工作压力范围在 16MPa~31.5MPa。上节所述滑块快速下行时, 轴用密封圈无承受压力, 因此, 要求密封圈既要保证承受>16MPa~31.5MPa压力的性能,又要在快速下滑时在微小( 0MPa~0.2MPa) 压力情况下也能封闭油液。

1 、产生淌渗油试验及分析

最初通过缩小密封圈 d 尺寸, 以图确保密封圈内唇边紧贴活塞杆表面来达到密封效果, 可是经过试验适得其反, 有时渗漏油反而更严重。通过活塞杆与密封圈模拟试验, 发现密封圈装配后, 内唇边不一定紧贴活塞杆 ( 图 2) , 而是唇边以下约 3mm~4mm左右紧贴活塞杆。随着密封圈 d 尺寸缩小, 内唇边挠开得越多。按此装在液压机上作上下运动时, 活塞杆上行, 为了克服密封圈摩擦阻力, 活塞杆将密封圈向K 向挤出, 因此, 唇边会挠得更大; 活塞杆下行时, 由于力的反作用, 内唇边被迫靠近活塞杆, 此时原唇边挠开处所存的油液, 通过密封圈空隙, 被挤压到无密封腔一侧, 造成渗漏。虽然每次油量微小, 但往返数十次后, 活塞杆表面会堆积不少油液, 通常试车半小时活塞上就明显淌渗油。

2、 密封圈几何形状的尺寸控制

据此, 我们把着重点放在密封圈的制作工艺上,对原材料的配比及收缩率, 制作工艺过程的时间、温度和最后硫化时间进行了数十次试验, 总结出了最优化的工艺制作组合。最后再把重点放在模具的制作和密封圈的形状尺寸上。

Yx 密封圈基本尺寸应严格按国标 确定。但有的厂家在制造时, 对国标执行不严, 特别是在内唇边与密封圈主体相连接部位应该有R圆角相切圆弧过渡处, 在制作模具时却加工成钭边相连( 图 3a) ,从而使内唇边失去运动弹性, 内唇口不能有效地紧贴在活塞杆上, 造成无压力时留有微小间隙。另外根据 Yx 密封圈使用情况, 为有效达到密封作用, 将 Yx 密封圈槽内, 局部位置( 图 3b) I 处制作模具时加厚 0.10mm~0.20mm, 促使内唇口更能紧靠活塞杆。

通过上述分析和试验, 解决了液压机活塞杆表面淌渗油问题。改进后的密封圈 效果显著, 实际应用中没有出现因密封圈质量原因产生活塞杆淌渗油的现象发生。

河南孟电集团兴迪锻压设备制造有限公司是一家专注流体压力成形技术的锻压设备制造企业。主营产品范围 内高压成型液压设备,框架式-四柱式-伺服快速液压成设备。
注:本文整理自《锻压装备与制造技术》2008年2期,作者神林健、奚伟民等。转载请注明出处。

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