同轴密封圈

出处：按学科分类—工业技术 北京理工大学出版社《新编液压工程手册下册》第1673页（2779字）

同轴密封圈，俗称滑环式组合密封圈。按其用途，可分为活塞用同轴密封圈(格莱圈TeSk0200)和活塞杆用同轴密封圈(斯特封K1250)。

同轴密封圈，是由加了填充材料的改性聚四氟乙烯滑环和充当弹性体的橡胶环(如：O形圈、矩形圈或X形圈等)组合而成。

同轴密封圈，是70年代初国外开发的结构与材料全部实施组合形式的往复运动用的密封元件。经多年的使用和验证，现已被广泛应用于中、高压液压缸的往复运动密封装置，其结构形式如图26．3－11所示。

图26．3－11 同轴密封圈

(a)活塞用(Tesk0200)；(b)活塞杆用(K1250)

(1)特点

·聚四氟乙烯材质的滑环自润滑性能好，摩擦阻力小；

·结构紧凑；

·使用压力范围广，寿命长；

·运动平稳，无“蠕动”；

·密封性能良好；

·根据使用条件，可改变滑环充填材料的配比，或变更充填材料的种类，以获得所需的物理性能指标。

(2)适用范围

·工作压力：0～50MPa

·工作温度：－30～+120℃

·运动速度：≤1m／s

(3)应用、标准化与装配

同轴密封圈的滑环是以聚四氟乙烯树脂为基材，按不同使用条件，配伍充填不同比例的其它材料(如铜粉，石墨，碳素纤维，玻璃纤维，石棉，二硫化钼，陶土等)制作而成的密封组件。由于聚四氟乙烯树脂具有自润滑性能，因此同轴密封圈在现有各类往复运动密封圈中，是动摩擦阻力最小的一种，如图26．3－12所示。

图26．3－12 四种型式活塞密封装置摩擦阻力比较

影响滑环密封性能的因素，主要有滑环“冷流”和在热负荷影响下的“线膨胀”。所谓冷流是指下列现象：在液压缸中，套在活塞上的密封件，即便在工作温度范围内工作，因在高压侧长期承受高压，而在低压侧沿活塞轴线方向产生永久性的塑性变形。此种变形会影响到密封件和缸体之间的径向间隙，使密封性能变差。纯聚四氟乙烯树脂，对热胀性能的反应比较敏感。加入不同配比的充填物，可以调整和降低“线胀”系数的1／2～1／3左右，其值见表26．3－21。“冷流”现象，则可通过控制pv值(即压力和线速度的乘积)和配合间隙等措施来实现。

表26．3－21 加填充物聚四氟乙烯的热胀系数指标 单位：×10^－5／℃

同轴密封圈的安装沟槽型式、尺寸和公差见表26．3－22，GB／T15242．3－94《液压缸活塞和活塞杆动密封装置用同轴密封件安装沟槽尺寸系列和公差》。

表26．3－22(a) 孔用同轴密封圈安装沟槽型式尺寸和公差(GB／T15242．3－94) 单位：mm

表26．3－22(b) 轴用同轴密封圈安装沟槽型式尺寸和公差(GB／T15242．3－94) 单位：mm

表26．3－22(c) 导角部分闰的轴向长度C 单位：mm

表26．3－22(d) 活塞用时的间隙F=D－d 单位：mm

表26．3－22(e) 活塞杆用时间撞隙F=D－d₁ 单位：mm

与同轴密封圈安装沟槽的国家标准相配套的同轴密封圈尺寸系列，见表26．3－23，GB／T15242．1－94《液压缸活塞和活塞杆动密封装置用同轴密封件尺寸系列和公差》国家标准。

表26．3－23(a) 活塞用同轴密封圈尺寸系列(GB／T15242．1－94) 单位：mm

表26．3－23(b) 活塞杆用同轴密封尺寸系列(GB／T15242．1－94) 单位：mm

由表26．3－22可以得知，使用同轴密封圈时，滑移面的配合间隙值的选择，与工作介质的压力高低有关。为防止滑环被挤入密封副的配合间隙中，设计人员应严格按标准规定的要求，控制间隙值的大小。

另外，同轴密封装置的密封性能的优劣，也受密封副偶件滑移面的加工精度及安装沟槽的容腔表面加工的粗糙度优劣的影响，其值分别见表26．3－24和表26．3－25。

表26．3－24 同轴密封滑移面配合精度

表26．3－25 同轴密封滑移面及沟槽粗糙度

安装轴用同轴密封圈时，应注意将其密封唇的一侧对准压力油腔的一方。另外，安装孔用同轴密封圈的滑环时，应采用专用工具，并在装配前，应先在120℃的热油中热浴10分钟。装配活塞用同轴密封圈时需要专用工具。装配活塞杆用同轴密封圈时，先将密封圈弯成如图26．3－13所示的形状，然后装入液压缸端盖的沟槽中。

图26．3－13 同轴密封圈的装配