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格莱圈组合件的应用
添加:2022-10-8 10:20:51    游览:9089    来源:网络

  摘 要:为提高液压密封件的耐磨、耐腐蚀性能,改善产品的使用寿命,通过对液压密封件的创新设计,液压缸体活塞杆密封件选用格来圈、导向圈及防尘圈的组合应用,其密封性能完全不同于传统的密封型式。本文从密封型式出发,详细介绍了格莱圈及其附件组合应用。

  关键词:格来圈;导向环;防尘圈;结构

  0 引言

  空气加力器适用于装载机、压路机等工程机械及中、重型汽车气顶液制动系统。 它主要是将气压力转化为液压力,给制动器总成提供动力。现有的空气加力器液压密封件主要是由丁腈橡胶件制作而成,丁腈橡胶在制动液长期浸泡下易变形,导致密封效果差,产生漏油、制动失灵等现象。可见,密封件材料的选择及结构的设计直接影响到产品密封性能的好坏。 近年来,采用格莱圈组合件代替现有的密封件,大大提高了密封效果,这已成为高压密封的重要发展方向之一。

  1 格莱圈组合件材料与结构设计

  格莱圈组合件包括格莱圈、导向环和防尘圈。

  空气加力器主要是将气压力转化成较高的液压力,它的液压密封属于活塞杆密封,必须满足在所有工作条件下没有动态泄漏,又要保证良好的静态密封,还要通过减少摩擦来提高机械效率。格莱圈(见图1)能很好地满足这些设想的要求。它主要由一个填充聚四氟乙烯阶梯形滑环和一个橡胶 O 形圈(NBR)组合而成,O 形圈提供足够的密封预紧力,并对 PTFE 滑环的磨耗起补偿作用。PTFE 滑环磨擦系数小,动静磨擦系数相近,具有单向密封效果。2K 型特康斯特封的密封性能是由密封件的液动力特性产生的,密封件边缘在高压侧产生很陡的接触力梯度,而在低压侧产生较平缓的接触力梯度,这种受控的压力梯度使得在伸出行程时附着在活塞杆上的油液很少,在返回行程时活塞杆上残留的油膜又会由于“泵吸回”作用而重新返回系统。弧形卸荷倒角减轻了在密封件上的载荷,并且改善了高压下的密封性能。特殊设计的“高抬起”后跟部倒角减少了其被挤出的危险,满足了我们希望加大径向配合间隙和放宽加工公差的要求。另外,格莱圈可以承受达到 80MPa 的油压,往复运动的速度可达 15m/s。

图1

  导向环(见图 2)的主要功能是为液压缸的活塞杆提供导向和支承作用,并且吸收径向负载,同时可防止油缸运动部件之间的金属接触。与传统的金属导向元件相比,PTFE 材料的导向环具有以下明显优势:生产成本低、承载能力高、耐磨性好、使用寿命长。金属/塑料配对,消除了相互磨损、磨擦特性好、能吸收并衰减机械振动、可吸收外来的细小颗粒、对配合硬件的材料选择更简便。导向环为矩形截面,并具有圆形或倒角的边缘,可防止在沟槽的底角半径中出现不允许的边缘力。

图2

  图3 是一种模压的双作用弹性体防尘圈,它有两个几何形状不同的刮尘唇。此防尘圈适宜用在液压缸中做往复运动的活塞杆上,可防止污染物侵入系统并在介质一侧阻止伸出的活塞上有剩余的油膜。它的优点主要是:磨擦力小、向内和向外的刮除效果好、沟槽简单,安装空间小、结构紧凑、便于安装和拆卸。

图3

  2 改进后的效果

  活塞杆密封件属于高压密封,它正是把这些零部件有机地组合起来(见图4),一个防尘圈,一个格莱圈、一个辅助密封圈和两个导向环,分别起到不同的作用。一个格莱圈和一个辅助密封圈属于串联密封, 系统被证明是具有卓越性能的设计,可做到“零泄漏”,再选择双向作用的防尘圈共同组合成一个完整的密封系统,为系统提供尽可能高的工作可靠性,保证系统有充分的润滑和较长的使用寿命。

图4

  耐久性试验证明, 此组合设计完全达到产品性能要求,50 万次试验后, 格莱圈的磨损量只有 5%~10%,通过 O 形圈的补偿可以继续满足密封系统的要求。

  3 结束语

  格莱圈组合件的应用,大大降低了普通橡胶件与活塞杆的磨擦力,线速度快,使得产品运动起来顺畅自如,压力越高密封性能越好,避免了因压力过高而击穿橡胶件的情况出现,从而大大提高了产品的使用寿命,增加了公司在市场上的竞争力。

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