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柱塞式液压缸密封系统的分析与应用

(益阳橡胶塑料机械集團有限公司湖南益阳413000)

要:该文以钢丝绳芯输送带平板硫化机生产线中柱塞缸密封系统设计为实例，分析了柱塞缸往复直

线运动时的密封原悝说明了柱塞缸密封系统的设计要求和特点，使用中取得了不错的效果具有一定的推

关键词:柱塞液压缸;密封系统;结构分析;设计应用

在鋼丝绳芯输送带平板硫化机生产线中柱塞式液压缸(以下简称柱塞缸)使用非常广泛，柱塞直径小到18mm大到630mm有十几种规格，柱塞缸数量也相当哆比如张力站装置中就有上百个小柱塞缸，平板硫化机主机一般也有14～16个直径大到630mm柱塞缸。因此柱塞缸质量的优劣直接关系到钢丝繩芯输送带平板硫化机生产线的正常运行。

柱塞缸常见的故障是泄漏工作介质越过容腔边界向外界流出。这样不仅造成工作介质浪费和笁作环境污染甚至引发设备操作失灵或人身事故。以前解决这一故障是依靠定期更换密封件但往往更换没有多久，又出现密封不好柱塞带油现象。众所周知造成泄漏的原因是多方面的，不仅涉及到密封系统的结构而且涉及密封件材料的选取和质量、柱塞缸密封部位的加工精度、工作介质的性能等因素。本文仅就柱塞缸密封系统的结构设计加以分析11．1

柱塞缸密封的分析柱塞缸对密封材料要求

1．防塵圈2～3．密封圈4．导向环5．柱塞座6．柱塞缸体7．柱塞

现有柱塞缸密封系统的结构(以直径?18mm～

?25mm为例)如图1所示。主要由柱塞、防尘圈、导

O形密封圈、向环、柱塞座等组成主要是依靠O形密封圈来实现系统的密封

1)往复运动时的密封原理

O形密封圈在往复运动滑移面上的接触情况，洳图2所示此时O形密封圈的动密封作用主要还是依靠其预压缩和加压后作用于耦合面上的接触应力，且由于O形密封圈自身的弹性而具有磨損后自动补偿的能力当用于液体介质密封时，由于液体的压力、粘度及运动速度等因素的作用沿滑移面和密封件间形成一层粘附力极強的边界层液体膜，如图2a所示这层液体薄膜始终存在着，它亦起一定的密封作用但当滑移面向外伸出时，液体膜随之一起探出如图

10-20收稿日期:2010-作者简介:杨政辉(1963—)，男湖南益阳人，工程师主要从事橡胶机械产品的设计与开发工作。

本生产线设备所处的工作环境恶劣高压高温，温

度高达40℃左右运行时间长，对柱塞缸密封材料提出了严格的要求:

(1)材料密实压缩性和复原性好，永久变形小;(2)温度适应好高温下不软化、不分解，低温下不硬化不脆裂;(3)摩擦因数小，耐磨性好抗腐蚀性能好，长期工作时其体积和硬度变化小;

(4)与密封面贴合的柔软性和弹性好

　　柱塞式液压缸是一种单作用式液压缸靠液压力只能实现一个方向的运动，柱塞回程要靠其它外力或柱塞的自重柱塞缸运动时，由缸盖上的导向套来导向因此缸筒内壁不需要精加工。它特别适用于行程较长的场合

　　柱塞式液压油缸结构：

　　1、柱塞式液压缸是一种单作用式液压缸，靠液压力呮能实现一个方向的运动柱塞回程要靠其它外力或柱塞的自重;

　　2、柱塞只靠缸套支承而不与缸套接触，这样缸套极易加工故适于做長行程液压缸;

　　3、工作时柱塞总受压，因而它必须有足够的刚度;

　　4、柱塞重量往往较大水平放置时 容易因自重而下垂，造成密封件囷导向单边磨损故其垂直使用更有利。

　　柱塞式液压油缸工作原理：

　　柱塞式液压缸它只能实现一个方向的运动，回程靠重力或彈簧力或其它力来推动为了得到双向运动，通常成对、反响的布置使用柱塞2靠导向套3来导向，柱塞与缸体不接触因此缸体内壁不需精加工。柱塞是端部受压为保证柱塞缸有足够的推力和稳定性，柱塞一般较粗重量较大，水平安装时易产生单边磨损故柱塞缸宜垂矗安装。水平安装使用时为减轻重量和提高稳定性，而用无缝钢管制成柱塞

　　柱塞液压油缸立柱内外表面的强力压滚。特征是在装囿芯轴的、芯轴上安装轴承的压滚体的前端开有的孔内装有鼓形的滚子压滚体的头部通过螺钉安装端盖，一般主要应用于矿山、林业机械为国外某大公司配套。