1液压密封基础知识及油缸设计一、液压密封系统：液压传动是靠密封油腔的容积变化来传递力和速度密封不良可造成油液泄漏，从而使得机构运动不稳定，降低容积效率，污染环境，严重时会建立不起压力，系统不能工作二、常用的轴用、孔用（往复运动用）密封方法：1、间隙密封：（图 1）优点：简单，不用任何密封件，摩擦力小缺点：不能完全阻止泄漏，且密封性不能随压力升高而提高应用：直径较小，压力较低，速度较快，密封性能不是很高的环境，如换向阀、液压泵（柱塞泵） 、液压马达等在油缸中几乎不采用2．O 形圈密封：（图 2）一般用橡胶制成优点：结构简单，密封性能良好，摩擦力小缺点：磨损后不能补偿，寿命短应用：可用于直线往复和回转运动，但更多的是用于固定密封，如管路、油缸盖和缸套间的密封或适用于低等级、非关键器件3．U 形密封件密封（即：常用的 UN 圈或 Yx 圈）：（图 3 为孔轴通用）2分类：轴用、孔用、孔轴通用三种一般选孔轴通用，即 UN 圈特点：两侧唇口对称优点：结构简单，安装相当简单，使用压力较高（最高可达 40Mpa）,密封性能良好，密封性能随压力升高而提高，并能自动补偿磨损量，摩擦力小，成本低，对油缸的表面要求也不高。
缺点：① 密封圈质量容易材质影响，国产件一般寿命在 1-2 年进口件则寿命较长② 使用温度一般 ＜100℃③ 往复速度：≤0.5m/s应用：相当广泛 4．挤压式密封件密封（即：常见的格来圈及斯特封）：（图 4）① 格来圈（图 4）② 斯特封（图 5）优点：结构简单，使用压力高（最高可达 70Mpa）,密封性能良好，密封性能随压力升高而提高，并能自动补偿磨损量，摩擦力小，成本低，使用温度可达 120℃，往复速度：≤15m/s，寿命长3缺点：① 对油缸的表面要求较高② 安装较困难，特别是格来圈，需专用工装应用：相当广泛 5．V 形密封件密封：（图 6）由压环、密封环、支撑环组成标准系列压力为 10Mpa，重载系列持续工作压力可达 63Mpa一般适用于大型液压油缸优点：耐压高（最高可达 63Mpa）,密封性能良好，工作可靠缺点： 摩擦阻力大，调整困难，对油缸要求较高，如活塞杆硬度一般都要求在HRc45 以上应用：在高压系统中用得较广泛如我公司集装箱事业部所用的美国太平洋公司产的折弯机油缸 6．其他常见密封件密封：⑴ DAS 孔用紧凑型组合密封圈密封（图 7）特点：活塞轴向尺寸短，安装方便，成本低。
应用：往复运动的活塞及液压缸，如推土机，挖掘机等⑵ SPGW 活塞组合封密封（图 8）特点：低磨擦力和极好的耐磨性，并且耐液压冲击，可用 于负载变化大的场合应用：汽车吊、挖掘机等三、往复运动用防尘密封件：41．无骨架防尘圈：（图 9）特点：结构简单，安装方便，成本低，油缸工作环境较好情况下使用应用：应用相当广泛2.骨架式防尘圈：（图 10）特点：结构简单，安装方便，成本低，油缸工作环境较差情况下使用应用：应用广泛3.双作用防尘圈：（图 11）特点：结构简单，安装方便，并兼有密封功能，油缸工作环境较好情况下使用应用：应用广泛四、常见旋转油封：一般用于各种旋转轴上，以密封各种润滑油、润滑脂、水及其他流体，如油泵、液压马达，又如辊轧机辊轧轴等工作压力：≤0.1Mpa旋转速度：≤14m/s1.无骨架旋转油封：（图 12）2．骨架式旋转油封：（图 13）五、几种典型的油缸密封形式51、孔轴全部用 UN 圈型式（，如图 14）特点：该型式优点为 成本低 、室内经济缸常用一般用于小型折弯机、剪板机、注塑机等2、霞板形式（如图 15）：孔用密封：格来圈轴用密封：斯特封特点：低摩擦力、运动速度高。
一般用快速压床、数控机床2001 年九运世纪坛行走油缸采用的就是该密封形式（行走时，速度超过 1m/s）3、UN 和霞板混合式（如图 16）4、重型、环境较恶劣、油缸受较大的径向力的密封型式（如汽车吊、挖掘机等，图 17）：6六、油缸设计问题1、材料：⑴ 缸体：低压缸——一般为碳钢，也可用铝合金、青铜、不锈钢中高压缸——碳钢，如 20#、35#、45#无缝钢管等采用 20#钢作缸体，在要求较高时，特别在采用霞板密封件时要求渗碳处理，对 45#钢缸体一般不能焊接⑵ 活塞：低压缸——铸铁、碳钢、铝合金、不锈钢均可中高压缸——碳钢、铸钢、铸铁⑶ 活塞杆：碳素结构钢，如 45#、35#钢2、表面光洁度：⑴ 缸体： 且不得有明显纵横向刀纹，特别注意纵向（轴向）绝不 能有刀纹⑵ 活塞杆： 表面一般要求镀硬铬建筑机械用活塞杆，最低硬度为 HRc60⑶ 槽内表面：一般为 左右七、油缸设计尺寸配合问题：1、UN 圈1）缸（孔）用（图 18）7尺寸 BP（Mpa） B P（Mpa） B<5 D-0.5 20～30 D-0.25～10 D-0.4 30～40 D-0.110～20 D-0.2尺寸 D1D < 100 D1=D-1D≥100 D1=D-2槽宽 Hh < 6 HA=h+0.7h≥6 HA=h+1.0HB=HA+档圈厚度倒角 CD < 16 C=2.5D=16～30 C=3D=30～60 C=4D=60～120 C=5D=120～250 C=6.5D=250～400 C=82) 杆（轴）用（图 19）槽宽 Hh < 6 HA=h+0.7h≥6 HA=h+1.0HB=HA+档圈厚度8尺寸 B，B1P（Mpa） B B1<5 d+0.5 d+2.45～10 d+0.4 d+1.610～20 d+0.2 d+0.820～30 d+0.2 d+0.530～40 d+0.1 d+0.34倒角 CD < 16 C=2.5D=16～30 C=3D=30～60 C=4D=60～120 C=5D=120～250 C=6.5D=250～400 C=8注：① 压力≥21Mpa 情况下，选 UN 圈时一般要求加挡圈。
② UN 圈在压力较低、非长期使用时，为降低成本和方便安装，在 D确定的情况下，d 尽量选大，h 则选小3）导向环（图 20）2、霞板形式1）轴用阶梯圈（斯特封） （图 21）9S活塞杆直径 d B G0～20MPa 20～40MPa20～36 d+11 4.2 0.6～0.3 0.3～0.240～180 d+15.5 6.3 0.8～0.4 0.4～0.2200～630 d+21 8.1 1.0～0.6 0.6～0.42）孔用方形圈（格来圈）S油缸直径D B G 0～10MPa 10～20MPa 20～40MPa40～70 D-11 4.2 1.75～0.9 0.9～0.4 0.6～0.180～125 D-15.5 6.3 2.0～1.0 1.0～0.4 0.8～0.2140～320 D-21 8.1 2.25～1.1 1.1～0.5 0.8～0.23、O 形圈（GB1245-76）（图 23）O 形圈断面直径 B H A1.9 2.5+0.10 1.4-0.05 2.6+0.102.4 3.2+0.15 1.8-0.05 3.2+0.103.1 4+0.15 2.4-0.05 4.2+0.203.5 4.5+0.15 2.7-0.05 4.7+0.255.7 7.5+0.20 4.5-0.05 7.6+0.308.6 11+0.20 6.9-0.10 11.5+0.401。