Скільки ви знаєте про ущільнення гідравлічного циліндра?

Гідроциліндридосягти руху поршневого штока вперед і назад шляхом зміни тиску з обох сторін. Однак у лівій і правій камерах гідроциліндра є гідравлічне масло. Як поршень у гідравлічному циліндрі може підтримувати рух і необхідну герметичність обладнання?

Класифікація гідравлічних циліндрівГідравлічні циліндри бувають багатьох типів:

(1) За способом дії гідроциліндри поділяються на дві основні категорії: односторонньої дії та подвійної дії. У гідроциліндрі односторонньої дії рух в одному напрямку досягається гідравлічним тиском, тоді як зворотний рух залежить від сили тяжіння або сили пружини. У гідроциліндрі подвійної дії рух в обох напрямках залежить від гідравлічного тиску.

(2) Відповідно до різних робочих тисків, гідравлічні циліндри можна далі розділити на гідравлічні циліндри середнього тиску, низького тиску, середнього високого тиску та високого тиску. • Для верстатів зазвичай використовуються гідравлічні циліндри середнього та низького тиску з номінальним тиском 2,5–6,3 МПа; for construction vehicles and aircraft requiring small size, light weight, and high output, medium and high pressure hydraulic cylinders are mostly used, with a rated pressure of 101MPa~16MPa;

Для гідравлічних пресів і подібних машин більшість використовують гідравлічні циліндри високого тиску з номінальним тиском 25-315 МПа.

(3) Відповідно до різних структурних типів, гідравлічні циліндри також класифікуються на поршневий тип, плунжерний тип, поворотний тип, телескопічний тип тощо. Серед них найбільш широко використовуються гідравлічні циліндри поршневого типу. Гідравлічні циліндри поршневого типу мають різні конструкції та режими руху, такі як однопоршневий шток і подвійний поршневий шток, фіксований циліндр і фіксований шток.

Як протікає гідроциліндр?

Як відбувається витік гідравлічного масла в aгідроциліндр? Коли гідроциліндр працює, тиск всередині порожнини значно перевищує тиск зовні порожнини (атмосферний тиск); тиск у впускній порожнині масла значно вищий за тиск у зворотній порожнині масла. Thus, the oil may leak through the connection of fixed parts (one pathway), such as the connection between the end cap and the cylinder, and the clearance between relatively moving parts (another pathway). Як показано на схемі нижче. Зовнішній витік не тільки спричиняє втрату масла та негативно впливає на навколишнє середовище, але також створює небезпеку пожежі. Внутрішній витік призведе до нагрівання масла, зниження об’ємної ефективності гідроциліндра та, як наслідок, погіршення робочих характеристик гідроциліндра. Тому витік слід звести до мінімуму.

As shown in the diagram, hydraulic cylinders can leak hydraulic oil, most importantly through the connection and clearance. Це можна звести до п’яти основних категорій:

(1) Проблеми з вибором ущільнювальних кілець: з розвитком гідравлічної технології дизайн і структура ущільнювальних пристроїв стали більш різноманітними, і постійно з’являються нові ущільнювальні матеріали. Звичайні типи ущільнювальних кілець включають пилові кільця, кільця типу YX, кільця U-типу, комбіновані ущільнення V-типу, кільця Glyd, ущільнювачі кроку та опорні напрямні кільця тощо, які в основному вибираються конструкторськими та виробничими підрозділами, і, як правило, проблем не виникає. З міркувань вартості звичайними ущільнювальними матеріалами, що використовуються на місці, є, як правило, нітрильний каучук, поліефірний поліуретан і ткана гума, які є низькоякісними матеріалами і часто не відповідають вимогам довгострокової надійності ущільнення. Таким чином, модернізація ущільнювальних матеріалів має вирішальне значення для покращення ефективності ущільнення та продовження терміну служби гідравлічних циліндрів.

(2) Зберігання ущільнювальних кілець: гідравлічні ущільнення зазвичай зберігаються у великих кількостях. Персонал на місці повинен стандартизувати та систематизувати технічне обслуговування та зберігання, щоб оперативно виявляти проблеми та уникати використання застарілих або зношених ущільнювальних кілець.

(3) Установка герметизації: посилити технічну підготовку персоналу на місці. Під час встановлення переконайтеся, що гідравлічний циліндр і ущільнювальні кільця чисті, щоб уникнути подряпин або неправильного встановлення. Зверніть увагу на техніку монтажу різних типів ущільнювальних кілець.

(4) Підгонка ущільнювального кільця та канавки: якість роботи ущільнювача залежить не лише від самого ущільнювального кільця, але й від прилягання між ущільнювальним кільцем та канавкою, а також між ущільнювальним кільцем та ущільненою поверхнею. Якщо є помилки в розмірах обробки канавки або знос корпусу циліндра чи тяги, розміри ущільнювального кільця необхідно відрегулювати відповідно до фактичних розмірів збірки. Якщо ущільнена поверхня подряпана або занадто шорстка, її потрібно відремонтувати або замінити.

(5) Проблеми з ущільненням між вхідним/вихідним отвором для масла та трубою для гідравлічного масла: тривале використання трубок для гідравлічного масла може призвести до старіння та недостатньої герметичності прилягання між вхідним/вихідним отвором і масляною трубкою, що призведе до витоку масла.

Способи ущільнення гідроциліндрів

Загальні методи ущільнення для гідравлічних циліндрів включають ущільнення зазорів і кільцеве ущільнення.

(1) Gap sealing, as shown in Figure 1, relies on a very small clearance between the relatively moving parts to ensure a seal. На поршні гідроциліндра виконано кілька кільцевих канавок (зазвичай 0,5 х 0,5 мм). Їх функція двояка: по-перше, зменшити площу контакту між поршнем і стінкою циліндра; по-друге, завдяки тиску масла в кільцевих канавках поршень розташовується по центру, зменшуючи тертя між поршнем і стінкою циліндра, викликане бічним тиском, і таким чином зменшуючи витік. Цей метод ущільнення має низький коефіцієнт тертя, але низьку ефективність ущільнення та вимагає високої точності обробки. Він підходить для застосувань з невеликими розмірами, низьким тиском і високою швидкістю руху. Значення зазору може бути 0,02~0,05 мм.

(2)Ущільнювальні кільцяcan be used for both stationary (static) and moving (dynamic) components, and are currently the most widely used sealing devices in hydraulic systems. Кільця ущільнювачів виготовлені з маслостійкої гуми (в останні роки для підвищення зносостійкості також використовується нейлон або інші матеріали). Ущільнювальні кільця зазвичай виготовляються у формі O, Y-формі, V-формі, L-формі, J-формі, Yx-формі тощо. Вони мають низку переваг, таких як легке виготовлення, зручне використання, надійне ущільнення та надійна робота під різними тисками.

① Ущільнювальні кільцяє різновидом ущільнювального елемента з круглим поперечним перерізом і широко використовуються. Ущільнювальні кільця встановлюються в канавки та деформуються під тиском масла, змушуючи їх щільно прилягати до канавки та зазору для досягнення ефекту ущільнення. Ефективність ущільнення зростає зі збільшенням тиску. Його перевагами є проста структура, легке виготовлення, хороша герметичність і низьке тертя; його недоліком є ​​те, що під високим тиском... 

② Y-образні ущільнювачі За звичайних умов Y-подібні ущільнення можна встановлювати безпосередньо в канавку без опорного кільця для досягнення ефекту ущільнення. Однак у ситуаціях із великими змінами тиску та високою швидкістю ковзання для фіксації ущільнення необхідно використовувати опорне кільце. Його переваги включають сильну адаптивність.

③ V-подібні ущільнення в основному використовуються в гідравлічних циліндрах з низькою швидкістю руху. Вони складаються з опорних кілець, ущільнювальних кілець і притискних кілець різної форми. Ці ущільнювачі мають велику площу контакту та хороші характеристики ущільнення, а також високий коефіцієнт тертя.

④ Ущільнення Yx мають невеликий розмір поперечного перерізу та просту структуру; їх довжина більш ніж удвічі перевищує ширину. Тому навіть без опорного кільця ущільнювач не скручується і не скочується в канавці. Внутрішня і зовнішня губи тюленя мають різну довжину. Коротка кромка є робочою кромкою, яка контактує з ущільнювальною поверхнею, що забезпечує низьке тертя ковзання, хорошу зносостійкість і тривалий термін служби. Довга губа має більшу посадку з натягом на нерухому поверхню, що призводить до високого опору тертю. Це надає Y-подібному ущільненню хорошу стабільність і компенсує знос. Ця структура забезпечує гарну герметичність у середовищі як під високим, так і під низьким тиском, а також при високошвидкісних рухах. Therefore, Yx-shaped seals are currently widely used. (Y-подібні, V-подібні, Y...) Ущільнення ущільнювальних кілець досягається за рахунок дії мастила під тиском, яке стискає їх губи до ущільнювальної поверхні. Вищий тиск масла забезпечує краще ущільнення. Під час використання слід звернути увагу на напрямок встановлення, щоб переконатися, що вони відкриваються під тиском.

Витік гідравлічного циліндра

Чи ідеально підходить для aгідроциліндргідравлічна олива абсолютно не витікає? Багато людей вважають, що витік гідравлічного масла в гідроциліндрах має багато недоліків, тож чи не краще було б усунути всі витоки? Насправді це не так. Якби витоку взагалі не було, зворотно-поступальний рух поршневого штока всередині циліндра не виводив би масло, що призводило б до сухого тертя та негативно впливало на продуктивність і термін служби циліндра. Крім того, досягти повної герметичності в гідроциліндрі неможливо. Зворотно-поступальний рух поршневого штока неминуче здійснює деяку кількість масла. Однак цей витік необхідно звести до мінімуму. Таким чином, гідравлічні ущільнювачі повинні мати надзвичайно низький рівень витоку, чудові характеристики ущільнення та автоматично покращувати свій ефект ущільнення зі збільшенням тиску гідравлічного масла. Навіть у важких робочих умовах, таких як високий тиск і висока температура, витік гідравлічних ущільнень не повинен значно збільшуватися.

Резюме

Гідроциліндр є виконавчим механізмом гідравлічної системи та важливим компонентом системи. Якість ущільнення гідроциліндра безпосередньо впливає на продуктивність і ефективність всієї системи. Тому ми повинні переконатися, що гідравлічний циліндр має хорошу герметичність.