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        V形夾織物橡膠組合密封圈的結構改進

        時間:2019-10-28676 次瀏覽

        信息摘要:V形夾織物橡膠組合密封圈分為活塞密封腔體和活塞桿密封腔體用V形夾織物橡膠組合密封圈兩種型式,它廣泛地應用于往復運動的液壓活塞或活塞桿上起密封作用。

        V形夾織物橡膠組合密封圈(GB10708.189標準)分為活塞密封腔體和活塞桿密封腔體用V形夾織物橡膠組合密封圈兩種型式,是我國近幾年來實行的新型單向唇形密封圈。它廣泛地應用于往復運動的液壓活塞或活塞桿上起密封作用。

        根據裝機廠家需要,以實際生產的V160×135×40規格為例,應用于往復運動的液壓活塞上,起到了良好的密封作用,故本文主要論述活塞密封腔體用V形夾織物橡膠組合密封圈(以下簡稱“V形組合圈”)的研制。

        1、V形橡膠組合密封圈的結構形式和特點

        我國現行的新型V形組合圈結構形式如圖1、2、3所示,是由一個彈性密封圈、數個V形圈和一個壓環所組成的組合體。在使用時必須將這三部分有機地組合起來,重疊使用,不能單獨使用。V形圈是安裝在彈性密封圈和壓環之間,起密封作用。根據工作壓力的大小來決定V形圈的個數。耐壓力越高,個數就越多。

        V形組合密封圈

        V形組合密封圈

        同老標準(HG4337-66標準)V形夾織物橡膠密封圈對比,新型V形組合圈的結構特點就是彈性密封圈和V形圈均起密封作用。在彈性密封圈的頂部開設若干個進油凹槽,使外圈的高壓油流入內圈,內外兩翼的壓力相等,使內外密封唇口均衡地壓緊密封表面。同時減少了V形圈的重疊個數,縮短了密封腔體的軸向長度。還有利于提高密封的可靠性。

        在設計制造時,以GB10708.189新標準V形組合圈結構形式為主,并參考了德國麥克爾( MERKEL)E3系列自動V形密封圈組的結構形式,對V形組合圈的局部結構進行了改進設計。

        2、改進后的V形橡膠組合密封圈結構形式

        改進后的V形組合圈結構形式如圖4、5、6所示。對于彈性密封圈(圖4)頂部的凸臺適當加寬,增強承壓面,根據其規格大小適當開設進油凹槽的數量,合理地確定凹槽型式和尺寸,使外圈的高壓油暢通流入內圈,均衡地壓在承壓面上,從而形成自緊作用。對于V形圈(圖5)的內外密封唇邊增設0.4~0.5mm窄小平面,有利于提高唇口的密封性能和強度。對于壓環(圖6)的V形唇邊增設0.2~0.3mm窄小平面,以增加壓環V形唇口的承壓強度。

        彈性密封圈

        彈性密封圈

        3、V形橡膠組合密封圈的工作原理

        V形組合橡膠密封圈的安裝形式如圖7所示,在液壓缸中是用于雙面進油活塞的密封。液體工作壓力直接作用在彈性密封圈的密封唇口和承壓面上,相當于“第一道密封防線”,起主要密封和承壓作用。V形圈是安裝在彈性密封圈的后面,相當于“第二道密封防線”,配合彈性密封圈同時起密封作用,防止液體泄漏和起刮油作用。經過兩道防線,重疊密封,故密封性能是可靠的、理想的。壓環只起支承和定位作用不起密封作用,故壓環與缸筒和活塞相接觸的工作面應有一定的間隙,宜取f值為0.1~0.25mm。

        V形組合橡膠密封圈

        V形組合橡膠密封圈適應的工作條件一般為:工作壓力≤50MPa,溫度為30~+100℃,往復運動速度≤0.5m/s。當壓力、溫度和線速度超過此限度時,需專門研制生產。

        4、密封機理分析

        如圖8所示,安裝后,彈性密封圈和V形圈與缸筒和活塞相接觸的工作面有一定的過盈量,同時起密封作用。彈性密封圈比V形圈的過盈量略大一些,故密封作用要大于V形圈的作用(圖8a)。在無壓或低壓時,是靠其過盈量或通過壓蓋對彈性密封圈和V形圈的預壓,實現密封,故內外唇口有“自封作用”(圖8b);在高壓使用時,彈性密封圈和V形圈是借助于液體工作壓力充分作用到受壓面上,使工作密封唇口很好地展開,壓緊缸筒和活塞的密封表面(圖8c),達到密封目的。這種密封形式無論在高、低壓及無壓情況下,均能獲得艮好的密封性能。

        V形組合橡膠密封圈

        5、模具結構設計

        如圖9所示,此模具結構特點是

        (1)結構簡單,分型面設置合理,制造方便;(2)半成品膠料在模具內容易充滿型腔和壓實制品質量好;(3)模具排氣性好;(4)有利于啟模和取出制品,容易剪修制品的膠邊。

        對于較大規格的V形組合圈應制成圓形板單腔模具,較小規格的V形組合圈應制成方形板多腔模具。

        對于圖9a所示的彈性密封圈模具,在硫化制品操作時,模具型腔底部的V形夾織物層,必須在模具型腔內先預壓成V形夾織物層,然后再裝入純橡膠,合模硫化成制品。

        V形橡膠密封圈

        6、使用效果

        本文所述的V160×135×40規格Ⅴ形組合圈,是安裝在壓濾機油缸中的活塞上,用作往復運動的密封。根據裝機廠家要求V形組合圈更大工作壓力為50MPa。經過精心研制,生產出的V形組合圈結構是合理的,有利于保證工作壓力和密封要求。通過裝機試驗和使用情況驗證,此種V形組合圈起到了良好的密封作用。


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