液压油缸密封选型设计.pdf

1朋 N 1 67 1 2 驯 】 C N 43 一1 34 ， / T D 采犷仗术第7春 第3 期 7_ N 氏 3 涌. 雌 T 加枷司 。 留，V oL7 ， 2 侧 y7年9月 SeP . 2 阅7 液 压 油 缸 密 封选 型 设 计 林伊 架川龙宇铝业有限公司， 河南架川县 47巧 00 摘 要二 5 Xt 拉力 杯油扛具有扛径大， 在高压、 低速条件下工作的特点。为防 止油液内 漏、 外漏、 煤尘和泥 水等进入机器内 部， 影响其 性能， 保持油液清洁. 延长 机器 寿命， 提高生 产效率， 从对密 封的 要求着手， 对液 压祖的密 封进行了 选型 分析。 关键词 密封; 油叔; 活塞; 活塞杆 油缸 是s oot 拉力机的动 力执行部分， 为满足实 验要求， 其缸径达到3 20 mln 以上， 且必须在 25 M p a ， v0. 01耐。 的 额 定 情 况 下工 作 。 在 试 件 绷 直的瞬间有巨大的压力冲击。它的密封性能直接影 响整机的工作性能。 1 液压油缸 对密 封件的要求 1在压力28 M p a 和1 00℃温度范围内， 应具 有良 好的 密封性能， 并随着 压力的增加能自动提高 密封性能。 2 密封装置和运动件之间的摩擦力要小， 摩 擦系数要稳定， 在低速下无爬行现象。 3 抗腐 蚀能力强， 不易老化， 工作寿命长， 耐 磨性好， 磨损后在 一定程度上能自 动补偿。 4 结构简 单， 使用、 维护 方便， 价格低 廉。 2 油 缸的密 封 结构 油缸主 要由 缸筒、 活塞、 活塞杆、 导向 套、 前后端 盖及外 加密 封件和标准 件组成。 2 . 1 活塞密封 结构 括 塞密封结构由 耐磨环、 组合密封圈组成。耐 磨环 对活塞起支承、 导向作用， 防止其刮伤或偏心， 并提高 密封件的耐 用度。 耐磨环采 用材 料为聚四氟 乙 烯青铜的P l l 冤耐磨环。它具有低摩擦， 无爬行 和咬 合， 能抑制 机械 震动， 有极 好的承压 能力和耐磨 性的 特点， 完全适合拉力机低 速情况下无爬行的要 求。 耐磨环宽度 计算公式 T二 F 力/ d 只 1 式中 T 耐磨环 宽度， Inm ; F 最大径向负载， N ; 了 安全系数; d 活塞或活塞 杆直 径， 二 ; P ， 最大允 许径向载 荷， M Pa。 若计算得到的最小宽度值较小时， 应选择稍大 的可能导向 带宽度。 根据油缸对密封的要求， 从经济出发选择组合 密 封圈 格莱圈做为活塞的密封。 这种组合密封由2 个元件组成， 1 个特康密封圈和1 个0型圈。 它具 有低摩擦阻力， 无爬行现象， 无粘滞现象， 最大工作 压力可达70 M p a 的特点， 并且在低摩擦阻力状况 下， 在28 M Pa下的泄露为0 . 18mg， 仅为采用0 型 圈 连2 个背托环泄露 量的1 /4。 活塞与缸筒间隙的大 小直接影响到密封 件的 使 用寿命以及加工成本。间隙大了容易造成密封件根 部滑动边撕裂、 根部静止一侧撕裂和根部被挤出， 导 致密封件失效， 影响 密封性能。 而间隙的大小与动 态边直径、 选用的密封件材料及断面厚度、 系统压 力、 环境温度有直接的 关系， 取间隙5 0 . 4 Inm 。 2 . 2 活塞杆的密封 活塞杆的密封由密封圈、 导向环、 防尘圈等组 成。导向环主 要对活塞杆起支承、 导向作用， 防止其 刮伤或 偏心， 并提高密 封件的 耐用度， 其宽度选择按 1 式计算a 活 塞杆的密封参考国 外应用经验， 采用1 个斯 特封和1 个Y型圈对活塞杆进行密封。斯特封为 单作用密封圈， 它 具有与格莱圈相似的密 封特性。 防尘圈起防止粉尘进人、 保护设备并保持密封 性能的 作用。 它的附带功能是防 刮油。活塞杆 在导 向 套中 运动需要一定的油膜起润滑作用， 这些油膜 由 于防尘圈外唇边的作用会积聚成滴造成外诵， 因 此防尘圈内 唇边要有防刮油 作用， 把油膜阻止在防 尘圈与主密封之间， 使油膜既起到 润滑作用又不外 万方数据 采矿技术 2 印7 ， 7 3 泄。防 尘圈根据要求采用A型防尘圈。 它的材料 为丁 睛橡胶， 在 外面有梳子形截面的密 封面， 保证了 它在 沟槽中的 可靠定 位。 2 . 3 静密封 油缸的静密封采用 0形圈密封， 材料选用丁睛 橡胶， 邵氏硬度为75一 90。由于系统压力高， 0形 圈必 须加挡圈， 防止0形圈被挤人配合间隙而损 坏。因此， 活塞与活塞杆的密封采用0型圈密封， 前端盖与缸筒采用 0形圈单侧加挡圈的密封形式。 2 . 4 油缸的装配及检验 油缸的设 计、 装配质量、 试验方 法及检验规则执 行JB/ T1 0 2 0 5 . 2 仪 幻 液压缸技术条件 ， 并配合使 用c B/T 7 9 35一 1 9 87 液压元件通用技术条件 、 G B / T 1 5 6 2 2 . 1 9 9 5 液压缸试验方法 等标准。 3 结束语 在满足s oo t 拉力机对油缸密封系统要求的 条 件 下 ，对 s oot 拉 力 机 油 缸 的 密 封 系 统 进 行 了 设 计 。 设计出的油缸密封系 统在28M Pa、 低速工作情况下 无爬行现象， 工作平稳， 且泄露量较小， 完全 满足了 油缸对该密封系 统的 要求。 参考文献 〔 月 雷天觉. 液压工程手册【 M〕 . 北京 机械工业出版社， 11〕 9 1 . 收稿日期 2 以7一 07一 20 上接第聪 页 层次结构的多个节点组成， 无论多么复杂的场景都 可以用树形结构表达。 1 主副井、 风井井筒模型。形状节点模型定 义了 三维场景中物体的 几何形状， 其中的圆柱模型 节 点可用于直接构 建主副 井筒模型。 2 巷道断面模型。 矿井巷道断面多 种多样， 难以 用单一形状节点 来建模。 利用c lo s ssec ti on【〕 模型 域值可以 生成各种复杂断面， 如梯形、 拱形等。 3 矿井巷道模型。矿井巷道多为非标准模 型， 弯道较多且弧度不等， 具有连续性， E xtru si on节 点中的c o s ss ec ti on域和迹线域 即i ne 可以 创建出 用户需要的所有三维空间造型。Extrusion 节点首先 在当 前x一 Y 坐标系平面上构造一个二维的平面图 线， 再在空间中指定一条曲线作为平面图 线的运动 轨迹 脊线 ， 给出 各个具体位置处的挤压比 例。在 整个挤出过程中， 二维平面图线的 运动方向始终与 脊线上对应点的切线方向相一致。矿井中各种造型 的巷道和井筒即可用此节点生成， 是三维网络矿图 建模中应用最多的节点之一， 矿井巷道模型主要采 用此节点算法建 模。 4 运输系统模型。本系统模型选用V R M L 中的 动态感知节点来建模， 交互控制节点 位置插 补器节点 、 触摸 传感器节点、 脚本节点等用于 控制 与 对象的 交互机制。 5 工作面综采设备模型。 综采工作面的主要 设备为液 压支架、 割煤机。 完整的液压支架经简化 后， 可以由 液压支柱、 底板、 顶板及连接部分组 成。 以某矿采区布局和井底车场设计为切人点， 集 成V B编程语言、 V R M L和数据库技术， 使用 V m d - Pa d 编辑器编写源程序， 通过B S _ C on 喊 _ v R M 场1 浏览器来浏览情景， 开发了三维网络矿图可视化与 信息共享系统。 本系统具有主副 井、 纹车、 轨道、 井 底车场、 运输大巷、 综采机深 区工作面等 模型， 并可 模拟其运 动过程。 在矿井未 投人生产之前和生产之 中， 可以让技术人员和管理人员直观地了解井下结 构、 生产工艺流程， 对安全生产、 职工教育及提高煤 炭企业经济效益起到了积极的作用。 3 结论 虚拟现实三维建模技术是三维网络矿图建模的 基础， 在比较现 有三维建模技 术及开发工具基础上， 集成V R M L 三维建模技术、 V B可视化编程技术及 数据 库技术， 开 发了 矿井三维网络矿图及信息共享 系统。该成果为三维矿井设计提供一种直观、 有形 的解 决方案， 对 矿井图纸设计和评价等具有较高的 应用价 值， 为矿 井协同设计、 井下布局可视化， 三维 矿图数 据信息查询、 动态化绘制， 员工培训及利用网 络技术加强管理提供了有效途径。 参考文献 【 11 黄文丽. v R M L 语言 人门与应用〔 M」 . 北京 中国铁道出版杜， 2 加 3 . 〔 2 1张幼蒂. 采矿系统工程【 M 〕徐州 中国矿业大学出版社， 2 X犯 。 收稿日 期 2 佣7 一 以一 05 作者简 介 盛武 1 卯1 一 ， 男， 安徽涡阳 人， 硕士， 主要研 究信息扶术在采矿工程中的应用， E一 m d渭日 b e ngll6 1 6 3 ， CO口 。 万方数据