液压缸导向套静密封漏油是一种常见故障,表现为在液压缸缸筒与导向套连接处出现液压油外漏,严重时会造成主机臂架失控,存在安全隐患。造成导向套静密封漏油故障的原因很多,上一篇文章中已经介绍过液压缸导向套静密封漏油的原因。
根据这些原因,针对静密封疲劳失效、密封老化、装配缺陷 3 个方面进行失效模式分析。
一、静密封疲劳失效
静密封疲劳失效主要包括 O 形圈永久变形、磨损、物质析出、冲击损坏等。
(1)O 形圈永久变形是指由于 O 形圈软化剂析出、硫化变形、过热、过载等原因而出现的扁平、回弹差的现象,实际情况如图 2 所示。

解决措施:设计时需要根据使用工况,考虑 O 形圈材质"硬度"品牌"压缩率等影响因素,选取适合的 O 形圈,建议选取 GB/ T 3452.1-2005 标准中的规格,直径推荐1.8 mm、2.6 mm、3.55 mm、5.3 mm、7 mm,根据O 形圈直径设计合理的密封间隙以保证预定的压缩率,压缩率一般为 20%左右,直径越大压缩率越小。
(2)O 形圈磨损!造成 O 形圈磨损的原因主要有 O形圈材质选择不合理"缸筒内孔粗糙度差"导向套密封槽底尺寸设计不合理等。
解决措施:设计时调整静密封安装位置的合理配合间隙"尺寸及缸筒内孔粗糙度,静密封沟槽底面粗糙度应采用 R a1.6"沟槽侧面应采用 R a3.2,缸筒配合面粗糙度不低于 R a1.6。
(3)物质析出是指静密封 O 形圈中出现收缩"掉渣等现象,一般是因为静密封中炭黑析出和添加剂析出,出现此类问题可能是选取了劣质静密封或已超出使用寿命时间。
解决措施:设计时需要根据压力等级选取适合的品牌和材料!购买时应避免选取劣质 O 形圈,而且需定期抽样进行脉冲试验考核。
(4)冲击损坏是指由于工作过程中油压冲蚀造成的静密封件损坏的现象,一般是由于间隙设计不合理"制造精度偏差"使用不规范等造成。
解决措施:设计时需要根据压力等级选取适合的配合间隙和材料,控制加工过程精度及同轴度,规范使用说明等。
二、 密封老化
导向套静密封中的 O 形圈主要是橡胶材料,因其材料与工作温度不匹配、氧化、机械应力等因素的影响,造成橡胶性能发生变化,丧失使用功能,导致其寿命减少!密封老化表现在变软发黏、变硬变脆、出现断裂、掉色脱层等现象,如图 3 所示。

解决措施:设计时需选用与使用温度相匹配的材料、合理设计配合间隙,避免机械应力长期变形导致老化!密封件长期保存务必采用密封包装,且存放在 30 ℃以下室温避开强光照射的仓库,避免密封件提前老化,建b定期抽样进行老化实验考核。
三、装配缺陷
装配缺陷是指在液压缸生产过程中,由于装配不良导致的密封在装配过程中已经失效的现象,实际如图 4 所示。

解决措施:应在装配工序作业指导书中制定详细的规范和细则,在试压环节采用耐压试验或者脉冲压力试验及时发现问题,避免问题产品流转出厂。
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