液壓油對密封件的影響及使用方法
2006-05-29
液壓油用(yòng)於液壓(yā)傳動係統中作為工作(zuò)介質(zhì),起能量的傳遞、轉換和控製作用,同時(shí)還起著液壓係統(tǒng)內各部件的潤滑、防腐蝕(shí)、防鏽(xiù)和冷卻等作用(yòng)。而液壓係統中(zhōng)的(de)密封件起著防(fáng)止流體從(cóng)結合麵間泄漏、保持壓力、維持能量傳遞或轉(zhuǎn)換作用。 目前國內外使(shǐ)用的密封材料大部分(fèn)是高分子彈性體,一(yī)些特殊條件下也有使用塑料及各(gè)類金屬。但不管屬(shǔ)於哪一種材料,都應(yīng)具有下列性能: 1、具有一定的機(jī)械物理性能:如抗張強度、定伸強度、伸長率; 2、有一定的彈性(xìng)、硬度合適,並且壓縮永久變形小; 3、與工作介質相適應,不容易產生溶脹、分解(jiě)、硬化; 4、耐磨,有一定(dìng)的抗撕性能; 5、具有耐高(gāo)溫、低溫的老化性能。 然而,沒有任何密(mì)封(fēng)材料包括上述全(quán)部性能,需要(yào)根據工作環境,如溫度、壓力、介質以及運動方式來選擇適宜的密封材料,並通(tōng)過製定材料(liào)的配合配方來滿足一定的要求。或者采(cǎi)用兩種以上材料複合或組合結構的形式發揮各自的特長,達(dá)到更加全麵的效果。 密封效果的形成:動密封分為非(fēi)接觸密封(fēng)和(hé)接觸密封。非接觸密封(fēng)主(zhǔ)要是各種機械密封,如:石墨填料環、浮環(huán)密封等;橡塑複合密封件和橡塑組合密封件均屬於接觸密封,依靠裝(zhuāng)填在密封腔體中的預壓緊(jǐn)力,阻塞泄漏通道而獲得密(mì)封效果。液壓係統用的密封(fēng)件多為靜密封(端麵密封)、往複動(dòng)密封(fēng)(活塞、活(huó)塞杆密封(fēng))及旋轉密封(fēng)。 影響密封效(xiào)果的因素:密封結構的選擇和油膜形成、壓力、溫度、材料的相容(róng)性,動密封所接觸(chù)工作表麵的材質、硬度、幾何形狀、表麵(miàn)光潔度等。 一、密封材質與液壓油(液(yè))的相容性(xìng): 液壓油的顆粒汙染(rǎn)來源之一是(shì)密封件材料(liào)與液壓油不相適應而產生的“碎屑"或“磨屑"。密封件因“溶漲"被(bèi)損(sǔn)壞產生的“碎屑"或被“抽提"出來的未被結(jié)合的無機物和填充補強材料,使密封件損壞並失效,同(tóng)時對油品形成汙染造成(chéng)液壓(yā)油變質以致失效。 液(yè)壓係統中廣(guǎng)泛使用葉片泵,在其工作壓力大於6.9MPa的狀態下,磨損問題變得突出,因而在液壓油中使用了(le)抗磨(mó)劑;為了適應在高(gāo)溫熱源和明火附(fù)近的液壓係統,使用抗燃的磷(lín)酸酯、水-乙二醇液壓液(yè),水包油和油包水乳化液(yè)等。以及應“用"而生的抗氧、防鏽等(děng)各種類型複合添加劑配置的不同用途液壓油(液)品種繁多(duō)。如(rú):抗磨液壓油複合劑類型中的無鋅型(無灰型)抗磨液壓油複合劑,是用烴類硫化物、磷酸酯(zhǐ)、亞磷酸酯等,還有同時含硫、磷和氮三種元素的S-P-N極(jí)壓抗磨劑(jì)。在極壓工(gōng)業齒輪油中,也以P-S型極壓劑為主。 密封件產生“溶漲"或“抽提"的原因是液壓油中添加(jiā)劑所含有的各種化學元素及其濃度,依據“相似相溶"的原理,對不同的密(mì)封(fēng)材質產生(shēng)不同的(de)影響,也既是密封材料的耐介質性能。例如:Shell Omala 320齒輪油和Shell Omala 460齒輪油中顯示極性的磷(P)元素濃度在(zài)300ppm左右(yòu),所(suǒ)以(yǐ)丁(dīng)腈橡膠因含有丙稀腈基團(tuán)而具有極性(xìng),具有優良的耐油性能,卻不適宜該類型油品的介質條(tiáo)件。 隨著液壓油(油)品種的不斷研發(fā),為改善油(yóu)(液)性能的各種抗磨、極(jí)壓添(tiān)加劑、金屬減活劑、破乳化劑和抗泡添加(jiā)劑等,對密封件的(de)材料的影響需要通(tōng)過實驗(yàn)來驗證。 二、密封材料耐油(液)性能檢測(cè)評定: 橡膠材料的密(mì)封件(jiàn)耐油(yóu)(液)性能,一般采用標準試驗油,按試驗標準規定的溫度條件和試驗時間下浸泡,通過對浸泡前後測試值對比(如材料的硬度變化、拉伸強(qiáng)度變化(huà)率、扯斷伸長變化率(lǜ)、體積變化率、壓縮永久變(biàn)形(xíng)等),評價其性能。 No1標準油是“低體積增加油",這種礦物油的混合物的成分是由溶劑萃取的,經化學(xué)處理、脫蠟的石蠟殘渣和(hé)中性油;No3標準油是一種“高(gāo)體積增加(jiā)油",由經過選擇(zé)的環烷粗製品,經過真空蒸餾得到的(de)兩種潤滑油成分組成。 不同用途對材料的指標值考(kǎo)核不一(yī)樣。 三、液壓油(液(yè))對密封件性能的影響: 密封理論認為:在一個動態柔性密封及其(qí)配合麵之間存在一層完(wán)整的潤滑膜。在正常狀態下,正是借助(zhù)這層潤滑膜來達到密封目的並延長密封件壽(shòu)命。 在液壓(yā)係統中,液壓油(液)對密封(fēng)件密(mì)封性能的(de)影響除介質/密封(fēng)材料的(de)相溶性,油品的粘度、粘度隨溫度的(de)變化、往複(旋轉)運動速度、壓力及軸、缸體或活塞杆的材質、硬度、幾何形狀、表麵光潔度,以及密封(fēng)件的結構等影響潤滑膜形(xíng)成和膜特征的因素,均影(yǐng)響密(mì)封效果。一般說來,形成連續的(de)潤滑膜能獲得理想的密封效(xiào)果。 日本NOK公司Z先在世(shì)界上用Z新的圖象處理技術解釋清楚油(yóu)封(fēng)的(de)密封原理。認為油封(fēng)(旋轉動密封)的密封機理由潤滑特性和密封(fēng)原理兩部分(fèn)組成。潤滑特性(xìng):油封的摩擦特性受流體的粘度與滑動速度支配,油封與軸(zhóu)的相對滑動(dòng)表麵在油膜分離的(de)潤滑(huá)狀態下運動,因此保持摩擦阻力(lì)小,磨損小。密封原理:油封滑動接觸麵上油的流動是從大氣側流向油側又從油側流向大氣側的循環。滑動麵的潤滑良好,可防止磨(mó)損的進行,由此沒有泄漏。 當係統(tǒng)運動速度(dù)過高時,影響連續(xù)的潤滑膜(mó)的形成,導致摩擦熱增加,超出密封材料的耐溫範圍則造成密封件的損壞。壓力過(guò)大時,除影響油膜形成,還會對橡塑密封(fēng)件產生“擠隙"作用,一般可采用(yòng)加“擋圈"來改(gǎi)善。或選擇摩擦係數小、自潤滑性好的PTFE組合密封件結構將有助於改善摩擦副(fù)之間的潤滑,適用於高低速往複運動及高壓(yā)係統的油缸活塞、活塞杆密封。 根據係統工況條件及介質環境合理地選用密封件和密封(fēng)材料、正確(què)安裝使用和維護密封件,是獲(huò)得有效的密封效(xiào)果、可靠性及使用壽命的關鍵。