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唇形密封件漏油現(xiàn)象分析和防范措施
來源：廣東東晟密封科技有限公司更新時(shí)間：2017-09-28
唇形密封件是指受壓呈唇形并具有壓力強(qiáng)化密封作用的一類密封件或襯墊。其結(jié)構(gòu)形式很多，除標(biāo)準(zhǔn)的V形、U形、Y形、L形和J形外，還有由這些形狀演變而來的各種特殊形狀。唇形密封件的密封原理是依靠密封件唇口與配合面之間的過盈量和工作介質(zhì)的壓力使唇形密封件產(chǎn)生彈性變形，以封堵相對(duì)運(yùn)動(dòng)兩零件之間的間隙，達(dá)到密封的目的。圖1是U形往復(fù)運(yùn)動(dòng)密封件( U形密封件是油壓缸中使用廣泛的油封，它是一種典型的唇口密封件，無論用于活塞或是活塞桿都能獲得良好的密封效果。主要應(yīng)用于重載行走機(jī)械或工業(yè)液壓中的活塞或活塞桿密封。)裝配和接觸壓力的分布示意圖，密封件裝入安裝槽時(shí)內(nèi)唇口與桿件相接觸發(fā)生變形，當(dāng)液壓油加壓后其整個(gè)滑動(dòng)面與桿件的表面完全貼合在一起。
1.唇形密封件漏油的原因
(1)唇形密封件硬化和破裂
密封材料與油液不匹配可造成密封件硬化、破裂。為確保油液的性能，油中添加了含磷、硫、氯等油溶性化合物，但這些化合物受熱后產(chǎn)生的氣體與橡膠發(fā)生作用，使橡膠硬化、破裂，從而造成密封件漏油。因此應(yīng)根據(jù)液壓油的種類，選用與之相匹配的耐油橡膠密封件，如丁腈橡膠雖耐油性很好，但對(duì)磷酸醋類液壓油就不適應(yīng)，如果改為氟橡膠，其密封性將改。
油液變質(zhì)也可使唇形密封件損壞，從而造成漏油。外界污染物進(jìn)入油液，使油液變質(zhì)，導(dǎo)致密封件硬化、破裂，故應(yīng)按時(shí)更換油和濾油器。高速、高壓可造成油液高溫，使唇形密封件損壞。應(yīng)控制系統(tǒng)溫度，必要時(shí)選用耐高溫材料的密封件，如氟橡膠密封件等。
(2)唇形密封件唇頂部有切口、凹痕及滑動(dòng)面劃傷
裝配唇形密封件時(shí)沒有使用專用工具，或長(zhǎng)期懸掛在鐵絲上存放，均會(huì)造成唇形密封件損壞而漏油。圖2為U形密封件從唇部安裝時(shí)采用的工裝，它能地避免唇形密封件的唇頂被損傷。當(dāng)配合面的倒角不當(dāng)時(shí)，可在軸肩倒150~30°角，以避免唇形密封件損傷;如果因結(jié)構(gòu)限制不能倒角時(shí)，應(yīng)在裝配時(shí)使用專用套筒等工裝。顆粒性雜質(zhì)進(jìn)入系統(tǒng)后，附著在唇形密封件的配合面上，會(huì)造成唇形密封件受損。應(yīng)按時(shí)更換油，定期清潔和更換濾油器，以避免唇形密封件劃傷。
(3)唇形密封件唇口有裂紋
背壓偏高、速度過高、脈沖壓力頻率過大，都會(huì)造成唇口開裂?？稍黾又С?和緩沖裝置，從而保護(hù)唇形密封件免受損壞。
(4)唇形密封件滑動(dòng)面磨損
微動(dòng)時(shí)低壓過高或行程過小，均會(huì)使油膜破裂、潤(rùn)滑不足，造成表面鏡面磨損，應(yīng)改進(jìn)唇形密封件結(jié)構(gòu)，增加抗磨環(huán)(見圖3);側(cè)壓過大，使抗磨環(huán)或活塞、軸承側(cè)向負(fù)茍過大，導(dǎo)致軸承磨損不均，若抗磨環(huán)不適合，也會(huì)造成滑動(dòng)面不均勻磨損，應(yīng)當(dāng)更換抗磨環(huán);軸的偏心過大，使油封安裝孔與軸線不同心，活塞桿與缸頭、液壓缸缸筒和活塞的偏心值超出允許值，使唇形密封件不均勻磨損，從而造成漏油。此時(shí)，應(yīng)重新調(diào)整，使偏心量在允許的范圍內(nèi)。此外，配合面粗糙度大，會(huì)造成唇形密封件磨損量增大。實(shí)踐證明，軸表面粗糙度Ra=0.8~1.6μm、孔的表面粗糙度Ra=0.8~3.2μm時(shí)，就會(huì)使唇形密封件達(dá)到合理的壽命。
(5)唇形密封件溶脹
油液與密封材料不匹配，使唇形密封件溶脹;清洗液選用不當(dāng)，如用清洗液及汽油浸漬清洗密封件，唇形密封件上的清洗殘留液使其溶脹。
(6)唇形密封件燒焦、碳化
采用U形、Y形、V形等密封時(shí)，空氣會(huì)積聚在內(nèi)外唇間的空谷部，開始運(yùn)動(dòng)時(shí)油未將空氣排盡，空氣很快被壓縮產(chǎn)生高溫，造成唇形密封件部分被燒焦、碳化，從而漏油。為此，在液壓缸啟動(dòng)前盡量排盡缸內(nèi)的空氣，不要立即高速運(yùn)動(dòng)，裝配時(shí)須在唇形密封件的谷部加滿潤(rùn)滑脂，以防止空氣積累，另外采用組合密封件也可避免其燒焦損壞。
(7)唇形密封件跟部擠出
如果唇形密封件所受壓力與其背后的間隙不相適應(yīng)，或支承環(huán)使用不當(dāng)，會(huì)使唇形密封件的跟部進(jìn)入間隙而損壞，從而造成漏油(見圖4)。合理設(shè)置支承環(huán)可防止唇形密封件跟部被擠出(見圖5)。
2.唇形密封件預(yù)防漏油的措施
(1)若低壓時(shí)漏油而高壓有時(shí)不漏，說明裝配溝槽表面的粗糙度大，應(yīng)按照標(biāo)準(zhǔn)推薦的表面粗糙度加工裝配表面。選用低硬度的密封材料也可彌補(bǔ)溝槽表面粗糙度的不足。
(2)如果每一個(gè)行程都漏出幾滴油，說明防塵密封件的唇口已刮掉了油膜，應(yīng)更換劇油量較小的防塵圈。
1.唇形密封件漏油的原因
(1)唇形密封件硬化和破裂
密封材料與油液不匹配可造成密封件硬化、破裂。為確保油液的性能，油中添加了含磷、硫、氯等油溶性化合物，但這些化合物受熱后產(chǎn)生的氣體與橡膠發(fā)生作用，使橡膠硬化、破裂，從而造成密封件漏油。因此應(yīng)根據(jù)液壓油的種類，選用與之相匹配的耐油橡膠密封件，如丁腈橡膠雖耐油性很好，但對(duì)磷酸醋類液壓油就不適應(yīng)，如果改為氟橡膠，其密封性將改。
油液變質(zhì)也可使唇形密封件損壞，從而造成漏油。外界污染物進(jìn)入油液，使油液變質(zhì)，導(dǎo)致密封件硬化、破裂，故應(yīng)按時(shí)更換油和濾油器。高速、高壓可造成油液高溫，使唇形密封件損壞。應(yīng)控制系統(tǒng)溫度，必要時(shí)選用耐高溫材料的密封件，如氟橡膠密封件等。
(2)唇形密封件唇頂部有切口、凹痕及滑動(dòng)面劃傷
裝配唇形密封件時(shí)沒有使用專用工具，或長(zhǎng)期懸掛在鐵絲上存放，均會(huì)造成唇形密封件損壞而漏油。圖2為U形密封件從唇部安裝時(shí)采用的工裝，它能地避免唇形密封件的唇頂被損傷。當(dāng)配合面的倒角不當(dāng)時(shí)，可在軸肩倒150~30°角，以避免唇形密封件損傷;如果因結(jié)構(gòu)限制不能倒角時(shí)，應(yīng)在裝配時(shí)使用專用套筒等工裝。顆粒性雜質(zhì)進(jìn)入系統(tǒng)后，附著在唇形密封件的配合面上，會(huì)造成唇形密封件受損。應(yīng)按時(shí)更換油，定期清潔和更換濾油器，以避免唇形密封件劃傷。
(3)唇形密封件唇口有裂紋
背壓偏高、速度過高、脈沖壓力頻率過大，都會(huì)造成唇口開裂?？稍黾又С?和緩沖裝置，從而保護(hù)唇形密封件免受損壞。
(4)唇形密封件滑動(dòng)面磨損
微動(dòng)時(shí)低壓過高或行程過小，均會(huì)使油膜破裂、潤(rùn)滑不足，造成表面鏡面磨損，應(yīng)改進(jìn)唇形密封件結(jié)構(gòu)，增加抗磨環(huán)(見圖3);側(cè)壓過大，使抗磨環(huán)或活塞、軸承側(cè)向負(fù)茍過大，導(dǎo)致軸承磨損不均，若抗磨環(huán)不適合，也會(huì)造成滑動(dòng)面不均勻磨損，應(yīng)當(dāng)更換抗磨環(huán);軸的偏心過大，使油封安裝孔與軸線不同心，活塞桿與缸頭、液壓缸缸筒和活塞的偏心值超出允許值，使唇形密封件不均勻磨損，從而造成漏油。此時(shí)，應(yīng)重新調(diào)整，使偏心量在允許的范圍內(nèi)。此外，配合面粗糙度大，會(huì)造成唇形密封件磨損量增大。實(shí)踐證明，軸表面粗糙度Ra=0.8~1.6μm、孔的表面粗糙度Ra=0.8~3.2μm時(shí)，就會(huì)使唇形密封件達(dá)到合理的壽命。
(5)唇形密封件溶脹
油液與密封材料不匹配，使唇形密封件溶脹;清洗液選用不當(dāng)，如用清洗液及汽油浸漬清洗密封件，唇形密封件上的清洗殘留液使其溶脹。
(6)唇形密封件燒焦、碳化
采用U形、Y形、V形等密封時(shí)，空氣會(huì)積聚在內(nèi)外唇間的空谷部，開始運(yùn)動(dòng)時(shí)油未將空氣排盡，空氣很快被壓縮產(chǎn)生高溫，造成唇形密封件部分被燒焦、碳化，從而漏油。為此，在液壓缸啟動(dòng)前盡量排盡缸內(nèi)的空氣，不要立即高速運(yùn)動(dòng)，裝配時(shí)須在唇形密封件的谷部加滿潤(rùn)滑脂，以防止空氣積累，另外采用組合密封件也可避免其燒焦損壞。
(7)唇形密封件跟部擠出
如果唇形密封件所受壓力與其背后的間隙不相適應(yīng)，或支承環(huán)使用不當(dāng)，會(huì)使唇形密封件的跟部進(jìn)入間隙而損壞，從而造成漏油(見圖4)。合理設(shè)置支承環(huán)可防止唇形密封件跟部被擠出(見圖5)。
2.唇形密封件預(yù)防漏油的措施
(1)若低壓時(shí)漏油而高壓有時(shí)不漏，說明裝配溝槽表面的粗糙度大，應(yīng)按照標(biāo)準(zhǔn)推薦的表面粗糙度加工裝配表面。選用低硬度的密封材料也可彌補(bǔ)溝槽表面粗糙度的不足。
(2)如果每一個(gè)行程都漏出幾滴油，說明防塵密封件的唇口已刮掉了油膜，應(yīng)更換劇油量較小的防塵圈。
(3)若低溫時(shí)漏油而高溫時(shí)不漏油，則可能是缸頭偏心或密封材料不當(dāng)。活塞桿與缸頭、液壓缸缸筒和活塞的偏心量已超出允許值，均會(huì)導(dǎo)致唇形密封件漏油，此時(shí)應(yīng)重新調(diào)整，以減少偏心量，除因偏心造成的間隙;唇形密封件材料不適合低溫環(huán)境時(shí)，應(yīng)更換耐低溫的唇形密封件。
