如何降低液壓油缸的故障率

    作為液壓油缸的生產(chǎn)廠家，一般對油缸的各方面技術都很精通，但對密封技術就不一定很了解。一般廠家只知道使用，不一定知道密封原理，密封件的動態(tài)變化，密封件在油缸里是怎樣工作的。油缸的生產(chǎn)廠家必須了解密封技術，才能根據(jù)不同的技術要求，選用不同的密封件。而密封件廠家也必須了解油缸的工作原理，采用不同的設計，來滿足油缸的技術要求，所以需要油缸生產(chǎn)廠家與密封件生產(chǎn)廠家的緊密配合，才能減少油缸出故障的幾率。

一、先談液壓密封件的幾種狀態(tài)（唇形密封）

（1）密封件在沒安裝時，有四個尺寸，大家都可以看的到，用量具測的到。這四個尺寸為：密封件根部的內(nèi)徑、根部外徑，唇口的內(nèi)徑、唇口外徑。

（2）密封件安裝到溝槽內(nèi)還未工作時，溝槽尺寸不變，而密封件的尺寸已經(jīng)全部變化，四個尺寸為：密封件根部外徑，外唇直徑同時變化為溝槽外徑；內(nèi)唇直徑為活塞桿直徑，根部內(nèi)徑為密封件與活塞桿之間的間隙量加上活塞桿直徑。

（3）當油缸開始工作起壓力時，密封件的工作狀態(tài)為：內(nèi)、外唇口緊貼內(nèi)、外壁向后微動。密封件根部向后擠壓，隨著壓力的增大，液壓油對密封件的作用力也加大，密封件的整體變形量也就加大。當工作周期完成，油缸無壓力時，密封件又恢復成原狀。反復變形，反復恢復，直到密封件雙唇有效量全部損失，密封件才損壞。

二、油缸溝槽尺寸公差與密封件的配合

（1）往復運動密封的形式很多，常見的有L型、U型、V型、與Y型等，其形狀多為唇形密封。

（2）往復運動唇型密封相當廣泛地應用于液壓系統(tǒng)的往復運動油缸內(nèi)。這種密封件受壓面呈唇型，在安裝時有極小的過盈量，使唇緣與密封面充分接觸，產(chǎn)生密封作用。當油缸工作時，隨著壓力的升高，其接觸力與接觸面積增大，密封性能隨壓力增大而提高。而在油缸回程時壓力降低，接觸面積與接觸力下降，密封性能隨之降低，這種唇口運行過程類似于人體呼吸過程。另外此過程還起到一個潤滑唇口的作用。

（3）世界上各國的密封件生產(chǎn)廠家都對溝槽尺寸的公差及粗糙度有嚴格的要求。所以油缸生產(chǎn)廠家必需嚴格按公差及粗糙度要求來生產(chǎn)油缸。如果不按要求生產(chǎn)油缸則會出現(xiàn)三種情況：

情況一、溝槽過深，會產(chǎn)生兩種情況：

A、密封件根部與溝槽間的間隙變大，就會使密封件根部產(chǎn)生不固定。

B、密封唇口與密封面的過盈量變小，密封件的反彈力就變小，那么活塞桿在跳動時低壓漏油的故障率就會增多。

情況二、溝槽過淺，也會產(chǎn)生兩種情況：

A、導致封油唇口與密封面過盈量加大，接觸面積加大，從而導致摩擦力變大，在油缸回程時密封件唇口得不到有效的潤滑，發(fā)熱量增大，就加速了密封件唇口的損壞。

B、導致密封件根部間隙量變小，結果密封件根部在油缸起高壓時被擠出的幾率增大。

情況三、油缸的粗糙度

如果液壓油缸的粗糙度超出要求也會導致兩種情況：

A、會導致密封件的內(nèi)外唇口的摩擦力加大，唇口的損壞速度加快。

B、密封件與油缸的各接觸表面積油量增多，產(chǎn)生滲油可能性加大。

三、密封件及墊片的選用：

液壓油缸有不同的技術要求，密封件也必須根據(jù)油缸的技術要求來生產(chǎn)不同技術要求的密封件。

1、如油缸要求25MPa以上壓力，速度0-0.5米/秒，油溫80℃

要滿足以上條件，則密封件必需達到以下技術要求：

（1）密封件硬度選用92度～97度，油缸壓力越高，選用密封件硬度越大。

（2）密封件唇口的線速度必須滿足0.5米/秒。

（3）密封件耐溫必須滿足-30℃～110℃溫度。因為密封件唇口接觸面的溫度要高于液壓油溫度，所以密封件選用必須耐高溫110℃；而有些地方的氣溫在-30℃左右，所以密封件的選用要耐低溫-30℃。

（4）要選用專用密封件，如軸密封，只能選用軸專用密封件?；钊芊庵荒苓x用活塞專用密封件，而不能選用軸與活塞兩用密封件。因為兩用密封件根部寬度小于專用密封件根部寬度。在高壓時兩用密封件根部變形量大，專用密封件在同等壓力時根部較寬，壓縮變形量較小，被活塞桿擠出的可能性就變小。

（5）密封件根部要加上墊圈。為什么要加墊圈，墊圈硬度是多少？由于油缸壓力在25MPa以上，密封件的高度決定了密封件根部變形量的大小，也就是擠出間隙的大小，因為墊圈也有硬度，也有變形量，加上墊圈等于減少了密封件的變形量，使密封件在高壓時，根部減小了與活塞桿或缸體內(nèi)壁產(chǎn)生摩擦的可能性，從而減少密封件根部被擠出拉傷而損壞的幾率。墊圈硬度和壓力的關系是，壓力越大，硬度越大。

2、如果油缸要求在25MPa以下壓力，速度0.5米/秒，油溫80℃

要滿足以上條件，則密封件需要滿足以下要求：

（1）密封件硬度選用85度～92度，因為硬度越低，密封件彈性越好

（2）速度和溫度要求與25MPa以上壓力要求相同

（3）密封件選用，可以選用專用、兩用等各種形式的密封件。

四、高壓油缸與低壓油缸常見共同問題，低壓漏油

漏油有兩種：一種是活塞桿漏油，看得見；另一種是油缸內(nèi)漏，看不見。兩者都有一個共性，都是在低壓時漏油。一般為以下三種情況造成：

第一種情況，密封件的結構引起低壓漏油。

首先分析密封件雙唇與油缸的關系，（以軸用密封件為例）

（1）軸用密封件有內(nèi)外唇口，外唇安裝到溝槽內(nèi)與外壁接觸，內(nèi)唇與活塞桿表面接觸，雙唇都有一個過盈量，等于產(chǎn)生了兩個接觸圓周面，也就產(chǎn)生了兩個圓周反彈作用力。此接觸圓周面積的大小，圓周作用力大小怎樣判定，下面介紹。

（2）密封件內(nèi)外唇邊都有兩個切角，由于同一個密封件內(nèi)外唇過盈是一定的，切角的角度大小決定了兩唇口內(nèi)外接觸圓周面積的大小。圓周作用力的大小是由密封件材料硬度、溝槽深度、雙唇的過盈量來決定的。

（3）分析了以上兩種情況，密封件兩唇口有兩個接觸圓周面。內(nèi)外兩個圓周面作用力是否均勻分布，就是兩圓周面上作用力不能為零，如形成某一點上作用力為零，此處就會漏油。

假設：活塞桿跳動，一邊唇口被擠壓，另一邊唇口作用力就會減少，作用力減少的一邊必須自動跟蹤補嘗，防止此處作用力為零。一旦活塞桿跳動過大，補嘗能力跟蹤不上，就會產(chǎn)生零作用力而導致漏油，在高壓時兩唇口張力加大，補嘗跟蹤力強，所以高壓漏油的可能性很小。

根據(jù)分析，密封件的結構設計是導致低壓漏油很關鍵的一個方面。

第二種情況，密封件內(nèi)外唇口接觸面的粗造度，會造成漏油。因為整個密封件在油缸運行過程中是不斷微量運動的。粗糙度過大就會在表面積油，等到低壓力時，密封件要恢復原狀，積油就會殘留在漏油的一邊。長期使用，就會有油溢出油缸外。

第三種情況，有的密封件用上半年以后就開始漏油。主要原因是：密封件唇口老化造成的，老化過程包括，油老化、溫度老化。老化的過程就是兩唇口作用力逐步減少的過程。作用力減少到一定程度，就會產(chǎn)生漏油，所以油缸生產(chǎn)廠家要慎重選用密封件，最關鍵是密封件內(nèi)部質(zhì)量問題。