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Y 形 密 封 圈 是 液 压 气 动 系 统 中 往 复 运 动 密 封 装 置 常 用 的 密 封 件, 其 使 用 寿 命 和 密 封 性 能 均 高 于 O 形 密 封 圈 Y 形 圈 唇 部 比 单 一 的 V 形 密 封 圈 宽, 因 此 密 封 性 能 更 好, 只 需 使 用 一 个, 所 以 摩 擦 力 小 于 V 形 密 封 圈 Y 形 密 封 圈 可 以 通 过 改 变 断 面 结 构 和 尺 寸 来 适 应 压 力 和 密 封 性 能 的 要 求 Y 形 密 封 圈 适 用 工 作 压 力 不 大 于 40MPa; 工 作 温 度 -30~80 ; 工 作 速 度 范 围 ; 用 丁 腈 橡 胶 制 作 时 为 0.01~0.6m/s, 采 用 聚 氨 酯 橡 胶 制 作 时 则 为 0.05~0.1m/s Y 形 密 封 圈 最 常 用 的 材 料 是 聚 氨 酯 橡 胶, 聚 氨 酯 橡 胶 Y 形 密 封 圈 的 密 封 性 能 能 好, 使 用 寿 命 及 使 用 不 同 挡 圈 时 的 工 作 压 力 极 限 均 较 高 Y 型 密 封 圈 特 点 可 归 纳 如 下 1) 密 封 性 能 可 靠 2) 摩 擦 阻 力 小, 运 动 平 稳 3) 耐 压 性 好, 使 用 压 力 范 围 广 4) 结 构 简 单, 价 格 低 廉 5) 安 装 方 便 其 主 要 缺 点 是 只 能 单 向 起 作 用, 活 塞 类 的 双 向 密 封 需 使 用 一 对 Y 形 密 封 圈, 增 加 了 轴 向 尺 寸 ; 普 通 Y 形 密 封 圈 的 断 面 尺 寸 大 于 O 形 密 封 圈, 所 以 安 装 沟 槽 尺 寸 较 大, 为 了 便 于 安 装 有 时 需 使 用 分 割 式 沟 槽 现 在 许 多 国 家 开 发 了 小 断 面 尺 寸 Y 形 圈, 尺 寸 与 安 装 问 题 正 在 逐 步 改 善 3 Y 形 密 封 圈 类 型 1) 普 通 Y 形 密 封 圈 Y 形 密 封 圈 按 其 截 面 高 宽 比 例 不 同, 可 分 为 款 型, 窄 型,(L1 L2)YX 型 等 高 唇 和 不 等 高 唇 ; 按 其 用 途 可 分 为 孔 用 轴 用 和 通 用 型 通 用 型 Y 形 密 封 圈 两 唇 高 度 相 等, 唇 边 再 密 封 偶 合 件 两 壁 面 上 的 压 应 力 相 同 不 等 高 唇 Y 形 密 封 圈 两 唇 高 度 不 同, 不 等 高 唇 Y 形 密 封 圈 又 分 孔 用 和 轴 用 型, 使 用 时 长 唇 紧 贴 在 密 封 沟 槽 底 部, 与 非 运 动 表 面 接 触, 并 且 有 较 大 的 过 盈 量, 因 而 摩 擦 阻 力 大, 使 密 封 圈 的 稳 定 性 得 到 提 高 ; 短 唇 与 运 动 表 面 接 触, 减 小 了 唇 部 与 工 作 表 面 的 摩 擦 阻 力, 并 有 利 于 防 止 逆 压 损 坏 近 年 来 开 发 使 用 的 小 Y 形 密 封 圈 或 称 YX 形 密 封 圈, 是 一 种 新 型 的 密 封 结 构 这 是 一 种 不 等 唇 边 的 Y 形 密 封 圈, 因 此 分 孔 用 和 轴 用 两 种 YX 形 密 封 圈 的 断 面 高 度 是 厚 度 的 两 倍 以 上, 所 以 不 易 在 沟 中 翻 转, 即 使 在 工 作 压 力 和 滑 动 速 度 变 化 较 大 时, 也 不 用 加 支 承 圈 此 外,YX 形 密 封 圈 的 根 部 和 短 脚 唇 边 都 有 30 倒 角, 在 高 压 下 不 易 挤 入 间 隙 YX 形 密 封 圈 适 用 于 温 度 为 -20~80, 压 力 低 于 32MPa 的 矿 物 油 中 工 作 当 压 力 高 于 32MPa 时, 为 防 止 密 封 圈 被 挤 入 间 隙,

应 在 密 封 圈 根 部 放 个 挡 圈 挡 圈 材 料 可 用 聚 四 氟 乙 烯, 尼 龙 1010 等, 硬 度 HS 90 2)Y 形 密 封 圈 的 改 形 和 发 展 随 着 液 压 气 动 对 密 封 越 来 越 高 的 要 求,Y 形 圈 的 结 构 也 在 不 断 发 展, 又 出 现 了 许 多 改 形 Y 形 圈 设 计 方 案, 特 别 是 气 动 技 术 的 发 展, 小 型 气 缸 广 泛 应 用 于 各 种 设 备 中,Y 形 密 封 圈 也 有 小 型 化 的 趋 势 此 外, 气 动 系 统 的 发 展 对 Y 形 密 封 圈 提 出 了 小 型 化 的 要 求, 为 了 减 少 零 件 数 方 便 安 装, 提 出 了 整 体 式 沟 槽 要 求 许 多 国 家 开 发 出 了 可 装 于 整 体 式 沟 槽 的 内 外 径 对 称 的 小 截 面 Y 形 密 封 圈,Y 形 密 封 圈 的 截 面 尺 寸 也 越 来 越 小 ⅰ 带 有 副 唇 的 Y 形 密 封 圈 带 有 副 唇 的 Y 形 密 封 圈 的 结 构 在 主 密 封 唇 的 后 侧, 设 计 了 一 个 副 唇, 每 次 往 复 运 动 后, 从 主 唇 面 泄 漏 的 油 膜, 由 副 唇 刮 取, 在 主, 副 唇 间 残 留 下 微 量 液 体 ( 工 作 介 质 或 润 滑 液 ) 随 着 往 复 运 动 次 数 的 增 多, 残 留 液 体 将 充 满 主, 副 唇 间, 形 成 特 殊 的 围 困 区 当 主 唇 处 于 工 作 状 态 时, 由 于 围 困 区 内 液 体 不 可 压 缩, 其 间 压 力 高 于 工 作 腔 内 的 压 力 此 时, 副 唇 与 偶 合 面 的 接 触 应 力 也 远 远 大 于 主 唇 与 偶 合 面 的 接 触 应 力 因 此, 当 轴 外 伸 时 迫 使 围 困 区 内 的 液 体 压 回 工 作 腔, 从 而 形 成 了 可 靠 的 密 封 状 态, 提 高 了 Y 形 密 封 圈 的 性 能 围 困 区 内 的 压 力 越 高, 则 副 唇 对 偶 合 面 接 触 应 力 越 大, 密 封 性 能 也 就 越 好 这 种 形 式 的 密 封 圈 常 用 于 轴 密 封 因 为 轴 用 密 封 泄 漏 直 接 流 至 元 件 外 部, 对 密 封 性 要 求 很 高 但 如 果 密 封 性 很 高, 普 通 Y 形 圈 的 密 封 唇 将 油 膜 完 全 刮 掉, 唇 后 部 的 润 滑 状 态 便 会 恶 化, 加 剧 磨 损 带 有 副 唇 的 Y 形 密 封 圈 在 主 副 唇 间 形 成 润 滑 油 槽, 较 好 的 解 决 了 这 个 矛 盾 ⅱ 镶 嵌 挡 圈 的 Y 形 圈 对 于 工 作 压 力 超 过 25MPa 的 Y 形 密 封 圈, 为 保 证 其 使 用 寿 命, 防 止 密 封 圈 的 根 部 被 挤 入 间 隙 而 被 咬 坏, 可 在 Y 形 圈 沿 滑 移 面 根 部 处 镶 嵌 挡 圈, 靠 唇 的 大 部 分 是 橡 胶, 底 部 镶 嵌 有 刚 性 较 高 的 塑 料 材 料 ; 如 聚 四 氟 乙 烯 聚 酰 胺, 起 挡 圈 作 用, 同 时 有 利 于 防 止 Y 形 圈 扭 转 这 种 结 构 将 Y 形 密 封 圈 的 密 封 功 能 和 挡 圈 的 防 挤 出 功 能 复 合 在 一 个 密 封 件 上, 简 化 了 密 封 装 置 这 种 复 合 Y 形 圈, 耐 压 范 围 0~32MPa, 而 且 摩 擦 阻 力 小, 抗 击 出 性 能 良 好 起 挡 圈 作 用 的 硬 环 截 面 形 状 有 平 行 方 形 角 形 L 形 U 形 等, 有 些 结 构 同 时 带 有 密 封 棱 边 ⅲ 带 防 尘 圈 的 Y 形 密 封 圈, 在 Y 形 密 封 圈 后 部 增 加 了 一 个 防 尘 唇, 可 以 看 成 将 Y 形 密 封 圈 与 防 尘 圈 复 合 在 一 个 密 封 件 上 这 种 密 封 圈 的 材 料 主 要 考 虑 Y 形 密 封 圈 的 要 求 采 用 橡 胶 ⅳ 双 向 H 形 密 封 圈 H 形 密 封 圈 是 一 种 介 于 唇 形 密 封 和 预 压 形 密 封 之 间 的 结 构 形 式 可 将 其 视 为 两 个 唇 形 密 封 圈 背 靠 背 的 组 合 一 体 ( 也 可 看 成 挤 压 型 的

X 形 圈 的 变 形 ) 这 种 结 构 用 于 活 塞 缸 密 封, 只 需 使 用 一 个 便 可 实 现 双 向 密 封, 所 以 又 称 为 双 向 H 形 密 封 圈, 有 利 于 简 化 密 封 装 置, 减 小 液 压 元 件 的 尺 寸 O 形 圈 为 代 表 的 单 纯 的 挤 压 型 密 封 圈, 预 压 量 小 则 密 封 接 触 压 力 低, 不 能 用 于 高 压 密 封 ; 预 压 量 大 则 安 装 困 难, 摩 擦 阻 力 增 大 用 于 高 压 动 密 封, 还 存 在 滚 动 等 不 正 常 工 作 状 态, 极 易 损 坏 X 形 圈 则 在 高 压 时 变 形 量 增 加, 密 封 圈 在 沟 槽 内 形 态 不 稳 定, 也 不 能 用 于 高 压 H 形 双 向 密 封, 在 密 封 圈 的 两 侧 开 设 沟 谷, 因 而 与 预 压 型 密 封 的 单 纯 压 缩 变 形 不 同, 具 有 与 Y 形 密 封 类 似 的 唇 边, 使 之 具 有 自 密 封 能 力, 能 适 应 介 质 工 作 压 力 而 改 变 接 触 压 力, 获 得 良 好 的 密 封 性 能 它 的 摩 擦 力 比 O 形 圈 小, 尤 其 是 在 低 速 往 复 运 动 时, 更 是 如 此 但 H 形 密 封 圈 总 有 一 个 唇 边 反 向 受 压, 容 易 引 起 唇 边 挤 入 间 隙 而 损 坏, 所 以 一 般 的 H 形 密 封 圈 不 能 耐 压, 只 适 用 于 气 动 密 封 或 5MPa 以 下 的 低 压 系 统 中 有 一 种 耐 压 型 H 形 密 封 圈, 它 将 唇 部 加 厚, 这 样 即 使 承 受 流 体 压 力, 唇 部 变 形 和 很 小 而 且, 中 间 部 分 比 两 侧 唇 部 窄, 使 密 封 圈 与 密 封 面 之 间 有 一 个 间 隙, 可 造 成 流 体 压 力 作 用, 防 止 向 背 压 一 侧 的 变 形, 避 免 唇 部 被 挤 入 间 隙 使 用 耐 压 H 形 密 封 圈 在 保 证 密 封 性 耐 压 性 的 同 时, 减 小 了 Y 形 密 封 圈 的 尺 寸 只 需 使 用 一 个 H 形 密 封 圈, 便 可 获 得 双 向 密 封, 且 可 缩 短 活 塞 长 度, 降 低 动 力 缸 的 价 格 H 形 密 封 圈 在 高 压 下 使 用, 需 要 挡 圈 支 撑, 以 消 除 挤 出 现 象 改 变 挡 圈 的 组 成 和 结 构 方 式, 可 以 适 应 不 同 的 工 作 压 力 4 Y 形 密 封 圈 主 要 失 效 原 因 及 其 解 决 措 施 1) 间 隙 咬 伤 Y 形 密 封 圈 的 间 隙 咬 伤 现 象 与 原 因 与 O 形 圈 的 类 似, 发 生 在 根 部 同 样, 解 决 措 施 是 : 根 据 工 作 压 力 限 制 密 封 间 隙 正 确 选 用 Y 形 圈 材 料 对 工 作 压 力 大 于 16MPa 的 Y 形 密 封 圈, 应 设 置 挡 圈 或 使 用 根 部 镶 有 挡 圈 的 专 用 密 封 圈 挡 圈 通 常 使 用 刚 性 较 高 的 塑 料 材 料, 如 聚 四 氟 乙 烯, 聚 酰 胺 等 2) 逆 压 损 坏 Y 形 密 封 圈 作 为 双 作 用 活 塞 缸 的 活 塞 用 密 封 时, 必 须 成 对 使 用, 以 封 住 两 个 方 向 的 高 压 流 体 这 样 在 活 塞 上 两 个 背 靠 背 的 唇 型 圈 之 间, 或 在 液 压 缸 活 塞 杆 与 导 套 中 间 的 两 个 唇 型 圈 之 间 就 会 逐 渐 渗 入 流 体 形 成 蓄 压 在 工 作 压 力 卸 去 时, 或 往 复 运 动 中 蓄 压 压 力 高 于 工 作 压 力 时,Y 形 密 封 圈 在 安 装 槽 内 就 会 从 根 部 被 反 向 挤 压, 其 唇 尖 被 挤 入 缸 筒 和 活 塞 之 间 的 缝 隙 内 被 夹 破, 造 成 逆 压 损 坏 逆 压 损 坏 的 防 止 措 施 是 ⅰ 在 活 塞 上 开 小 孔 释 放 蓄 压 当 工 作 压 力 卸 去 时, 通 过 小 孔 可 以 引 出 被 困 流 体, 释 放 蓄 压 ⅱ 设 置 支 撑 环 支 撑 环 作 用 在 活 塞 用 Y 形 圈 的 两 唇 之 间, 顶 住 Y 形 圈, 使 之 不 能 轴 向 窜 动, 不 被 反 向 挤 出 此 外, 凹 槽 部 位 开 置 数 个 沿 圆 周 均 布 的 导 油

孔, 以 利 于 压 力 介 质 通 过 小 孔 作 用 于 Y 形 密 封 圈 的 凹 部, 撑 开 Y 形 密 封 圈 的 双 唇 ; 同 时 避 免 造 成 背 压, 使 困 油 排 油 流 畅, 保 持 Y 形 圈 密 封 姿 势 这 一 措 施 对 防 止 Y 形 圈 逆 压 损 坏 效 果 更 好 3) 翻 转 如 果 运 动 时 摩 擦 力 产 生 的 外 力 矩 大 于 密 封 圈 本 身 的 抗 扭 能 力, 密 封 圈 就 会 整 周 翻 转 或 局 部 翻 转, 丧 失 密 封 能 力 为 防 止 密 封 翻 转, 可 提 高 胶 料 硬 度 或 采 用 支 撑 环 设 置 支 撑 环 对 防 止 Y 形 密 封 圈 在 安 转 槽 内 的 各 种 错 位 均 有 较 好 的 效 果 Y 形 密 封 圈 镶 嵌 挡 圈 后 也 能 抑 制 翻 转 4) 根 部 磨 损 密 封 圈 根 部 磨 损 严 重 时 会 引 起 泄 漏 根 部 磨 损 的 主 要 原 因 是 过 盈 量 太 大, 产 生 较 大 的 摩 擦 力 及 干 摩 擦 所 致 因 此, 必 须 注 意 密 封 圈 的 内 径 尺 寸 与 孔 轴 及 沟 槽 尺 寸 的 关 系 对 轴 用 Y 形 密 封 圈, 其 内 径 d1 宜 大 于 轴 径 d2; 其 外 径 D1 宜 大 于 沟 槽 底 径 D2; 对 孔 用 Y 形 密 封 圈, 其 内 径 d3 宜 小 于 沟 槽 内 径 d4; 其 外 径 D3 宜 小 于 缸 径 D4 即 Y 形 密 封 圈 与 沟 槽 底 部 要 压 紧, 与 被 密 封 滑 移 面 有 一 定 间 隙 ; 滑 移 面 的 密 封 接 触 应 力 靠 被 密 封 介 质 工 作 压 力 作 用 在 Y 形 圈 唇 边 上 获 得 密 封 圈 的 磨 损 还 与 滑 动 表 面 的 粗 糙 度 有 关, 粗 糙 表 面 加 速 密 封 圈 的 磨 损 ; 还 与 加 工 方 法 有 关 例 如, 同 一 级 粗 糙 度 的 抛 光 轴 对 密 封 圈 的 磨 损 要 比 磨 光 轴 小 得 多 5) 异 常 声 液 压 缸 在 高 压 低 速 情 况 下 工 作 时, 有 时 会 发 生 辟 里, 辟 里 的 响 声 其 原 因 是 Y 形 密 封 圈 沿 轴 或 缸 内 壁 滑 动 时, 橡 胶 与 金 属 接 触 面 出 现 短 暂 的 附 着 脱 离 附 着 脱 离 现 象, 这 会 使 密 封 装 置 的 寿 命 降 低 其 解 决 方 法 是 : 降 低 橡 胶 的 摩 擦 系 数, 使 密 封 接 触 面 始 终 保 持 润 滑 油 膜 ; 还 应 注 意 工 作 介 质 或 润 滑 剂 的 黏 度 不 要 过 低 的 6) 尘 埃 损 伤 泥 水, 尘 埃 和 砂 石 等 侵 入 液 压 缸, 往 往 会 使 密 封 圈 产 生 异 常 磨 耗, 应 在 活 塞 杆 外 伸 端 设 置 防 尘 圈, 并 保 证 防 尘 效 果, 以 防 有 害 杂 质 进 入 液 压 缸 5 Y 形 密 封 圈 设 计 Y 形 密 封 圈 的 形 状 型 号 可 根 据 使 用 条 件, 参 考 标 准 设 计 或 选 用 ; 沟 槽 设 计 一 般 可 根 据 所 选 Y 形 密 封 圈 查 相 应 标 准 得 其 形 状 尺 寸 及 公 差 作 为 密 封 装 置 的 一 般 设 计 原 则, 应 注 意 以 下 几 点 : 1) 容 纳 密 封 圈 的 腔 体 应 设 计 的 尽 可 能 简 单 紧 凑 便 于 拆 装 2) 支 撑 件 和 压 紧 件 与 缸 壁 ( 或 活 塞 杆 ) 的 间 隙 不 能 太 大 ; 但 也 不 能 过 小, 否 则 在 受 偏 心 载 荷 作 用 时 易 产 生 卡 紧 现 象, 造 成 损 伤 3) 在 粉 尘 大 的 工 作 环 境 使 用 时, 需 配 用 可 靠 的 防 尘 圈

4) 设 计 密 封 圈 的 安 装 部 位 时, 应 尽 量 避 免 在 安 装 密 封 圈 时 有 过 大 的 拉 伸 5) 应 注 意 密 封 圈 的 安 装 方 向, 不 要 使 载 荷 压 力 加 于 密 封 圈 的 背 面 6) 密 封 圈 相 对 滑 动 面 粗 糙 一 般 取 Ra=0.2μm 比 较 合 适, 工 作 条 件 不 太 严 时, 可 取 Ra=0.4μm 滑 动 表 面 不 允 许 有 加 工 缺 陷 6 Y 形 密 封 圈 安 装 注 意 事 项 1) 孔 或 轴 的 端 部 必 须 倒 角, 如 倒 30 角, 以 防 密 封 圈 唇 边 在 安 装 时 损 坏 2) 如 活 塞 杆 头 部 的 螺 纹 或 退 刀 槽 的 直 径 与 活 塞 杆 的 直 径 相 同, 应 使 用 专 用 套 筒 安 装, 也 可 在 螺 纹 部 分 缠 绕 胶 布 后 进 行 安 装 3) 应 尽 量 避 免 在 密 封 圈 通 过 的 缸 内 壁 或 活 塞 杆 上 开 设 压 力 油 孔 若 密 封 圈 必 须 通 过 有 孔 部 分, 为 防 止 密 封 圈 损 坏, 应 将 这 些 孔 的 边 缘 倒 角 或 倒 圆 4) 为 减 少 装 配 阻 力, 应 将 唇 形 圈 与 装 入 部 位 涂 敷 润 滑 脂 或 工 作 油 5) 安 装 密 封 圈 时, 应 防 止 带 入 铁 屑, 砂 土, 棉 纱 或 其 他 杂 物 ; 并 要 彻 底 清 洗 密 封 偶 件 沟 槽