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(duì)油缸的各方面技術(shù)都很精通，但對(duì)密封技術(shù)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(dòng)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(shù)，才能根據(jù)不同的技術(shù)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(shè)計(jì)，來(lái)滿足油缸的技術(shù)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(méi)安裝時(shí)，有四個(gè)尺寸，大家都可以看的到，用量具測(cè)的到。這四個(gè)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(shí)，溝槽尺寸不變，而密封件的尺寸已經(jīng)全部變化，四個(gè)尺寸為：密封件根部外徑，外唇直徑同時(shí)變化為溝槽外徑；內(nèi)唇直徑為活塞桿直徑，根部?jī)?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(dāng)油缸開(kāi)始工作起壓力時(shí)，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(dòng)。密封件根部向后擠壓，隨著壓力的增大，液壓油對(duì)密封件的作用力也加大，密封件的整體變形量也就加大。當(dāng)工作周期完成，油缸無(wú)壓力時(shí)，密封件又恢復(fù)成原狀。反復(fù)變形，反復(fù)恢復(fù)，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(fù)運(yùn)動(dòng)密封的形式很多，常見(jiàn)的有L型、U型、V型、與Y型等，其形狀多為唇形密封。

（2）往復(fù)運(yùn)動(dòng)唇型密封相當(dāng)廣泛地應(yīng)用于液壓系統(tǒng)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)油缸內(nèi)。這種密封件受壓面呈唇型，在安裝時(shí)有極小的過(guò)盈量，使唇緣與密封面充分接觸，產(chǎn)生密封作用。當(dāng)油缸工作時(shí)，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(shí)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(yùn)行過(guò)程類(lèi)似于人體呼吸過(guò)程。另外此過(guò)程還起到一個(gè)潤(rùn)滑唇口的作用。

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

情況一、溝槽過(guò)深，會(huì)產(chǎn)生兩種情況：

A、密封件根部與溝槽間的間隙變大，就會(huì)使密封件根部產(chǎn)生不固定。

B、密封唇口與密封面的過(guò)盈量變小，密封件的反彈力就變小，那么活塞桿在跳動(dòng)時(shí)低壓漏油的故障率就會(huì)增多。

情況二、溝槽過(guò)淺，也會(huì)產(chǎn)生兩種情況：

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

B、導(dǎo)致密封件根部間隙量變小，結(jié)果密封件根部在油缸起高壓時(shí)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(huì)導(dǎo)致兩種情況：

A、會(huì)導(dǎo)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(shù)要求，密封件也必須根據(jù)油缸的技術(shù)要求來(lái)生產(chǎn)不同技術(shù)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(dá)到以下技術(shù)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?yàn)槊芊饧娇诮佑|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(zhuān)用密封件，如軸密封，只能選用軸專(zhuān)用密封件。活塞密封只能選用活塞專(zhuān)用密封件，而不能選用軸與活塞兩用密封件。因?yàn)閮捎妹芊饧繉挾刃∮趯?zhuān)用密封件根部寬度。在高壓時(shí)兩用密封件根部變形量大，專(zhuān)用密封件在同等壓力時(shí)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?yàn)閴|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(shí)，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(guān)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?yàn)橛捕仍降?，密封件彈性越?/span>

（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(zhuān)用、兩用等各種形式的密封件。

四、高壓油缸與低壓油缸常見(jiàn)共同問(wèn)題，低壓漏油

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

第一種情況，密封件的結(jié)構(gòu)引起低壓漏油。

首先分析密封件雙唇與油缸的關(guān)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(gè)過(guò)盈量，等于產(chǎn)生了兩個(gè)接觸圓周面，也就產(chǎn)生了兩個(gè)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(gè)切角，由于同一個(gè)密封件內(nèi)外唇過(guò)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(guò)盈量來(lái)決定的。

（3）分析了以上兩種情況，密封件兩唇口有兩個(gè)接觸圓周面。內(nèi)外兩個(gè)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(diǎn)上作用力為零，此處就會(huì)漏油。

假設(shè)：活塞桿跳動(dòng)，一邊唇口被擠壓，另一邊唇口作用力就會(huì)減少，作用力減少的一邊必須自動(dòng)跟蹤補(bǔ)嘗，防止此處作用力為零。一旦活塞桿跳動(dòng)過(guò)大，補(bǔ)嘗能力跟蹤不上，就會(huì)產(chǎn)生零作用力而導(dǎo)致漏油，在高壓時(shí)兩唇口張力加大，補(bǔ)嘗跟蹤力強(qiáng)，所以高壓漏油的可能性很小。

根據(jù)分析，密封件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是導(dǎo)致低壓漏油很關(guān)鍵的一個(gè)方面。

第二種情況，密封件內(nèi)外唇口接觸面的粗造度，會(huì)造成漏油。因?yàn)檎麄€(gè)密封件在油缸運(yùn)行過(guò)程中是不斷微量運(yùn)動(dòng)的。粗糙度過(guò)大就會(huì)在表面積油，等到低壓力時(shí)，密封件要恢復(fù)原狀，積油就會(huì)殘留在漏油的一邊。長(zhǎng)期使用，就會(huì)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(kāi)始漏油。主要原因是：密封件唇口老化造成的，老化過(guò)程包括，油老化、溫度老化。老化的過(guò)程就是兩唇口作用力逐步減少的過(guò)程。作用力減少到一定程度，就會(huì)產(chǎn)生漏油，所以油缸生產(chǎn)廠家要慎重選用密封件，最關(guān)鍵是密封件內(nèi)部質(zhì)量問(wèn)題。