液壓密封新技術研究

張興友

（重慶三峽職業學院，重慶 404000）

液壓技術滲透到很多領域，不斷在工業、在機床、工程機械等行業得到大幅度的應用和發展。液壓系統離不開密封，傳統的密封方法在特定的情況下密封效果并不理想，據調查：當活塞的移動速度高于300 m m/s時，國產液壓機都存在不同程度的泄漏，為此，液壓機行業經過幾十年的探索仍無法解決此問題。要徹底解決液壓泄漏，只有在密封方法上進行改進。

1 液壓泄漏原因分析

目前液壓系統采用的密封方法都是用密封圈在需要密封的地方堵塞介質的流動以達到密封的目的，這種堵塞式的密封在靜密封或者低速動密封情況下可以達到理想的密封效果，但在高速往復密封的情況下，這種密封方式并不理想，會造成一定程度的泄漏，原因如下：

（1）由于制造的原因，堵塞密封并不能完全徹底地堵塞往復密封情況下的泄漏通道。在往復密封情況下密封圈與被密封的運動零件之間有相對運動，加上制造時密封圈和被密封零件表面的各種缺陷和形位尺寸誤差，在國內目前的技術條件下，很難使密封處的間隙控制在理想的范圍。因而造成泄漏通道并不能完全堵塞和準確控制在一定范圍，造成泄漏。

（2）根據摩擦及潤滑的有關理論，在液壓往復密封時要綜合考慮摩擦因素和密封因素才能達到很好的密封效果，因此密封處的粗糙度的取值就非常關鍵。液壓往復密封時密封接觸面的粗糙度必須保留一定值以儲存潤滑介質，使密封處的摩擦減小。粗糙度值大一點有利于潤滑介質的儲存，但會使密封處的摩擦加劇；粗糙度值小一點會使儲存的潤滑介質過少同樣會使摩擦加劇，而粗糙度的合理取值與密封材質、硬度、溫度、介質粘度、接觸壓力等等諸多因素有關。國內的有關研究機構和企業做了大量的努力都沒能解決實際生產時液壓往復密封的粗糙度合理取值問題。特別是大型液壓機的生產，技術手段不完善，要想準確控制活塞的粗糙度目前還做不到。

（3）堵塞密封在高速往復密封情況下很難達到理想的密封效果。根據現有的密封理論，在高速往復密封情況下運動零件通過密封處后始終要帶出液壓介質，而帶出的液壓介質在回程時由于結構的原因不可能有足夠大的壓力使其再通過密封面而回到介質通路，只能存留在運動零件的外表面，經過一定的積累后就會形成液壓介質的泄漏。

（4）滲漏和擴散的影響也會使液壓介質有一定量通過密封面停留在運動零件表面，同樣由于沒有足夠的壓力使其回流，通過一定的積累就會形成泄漏。

2 液壓密封方法的改進

堵塞的密封方式并不能完全堵塞液壓介質的泄漏，始終有一部分液壓介質會通過堵塞面泄漏出來，對于這部分泄漏出來的液壓介質在密封結構上目前沒有一種密封方法給予考慮。盡管通過不斷改善密封結構使通過堵塞面泄漏出來的液壓介質比較少，但由于沒有回流壓力的作用，這部分泄漏出來的液壓介質通過一定積累后就會形成漏油。因此要徹底解決液壓漏油問題必須考慮對于通過堵塞密封后泄漏出來的液壓介質的再密封問題，即考慮用與“疏導密封”的密封方式結合密封的方法進行密封。

（1）“疏導密封”的工作原理簡介。“疏導密封”的密封方法的作用就在于將通過堵塞密封后泄漏出來的液壓介質導流回油箱而不積存在液壓零件上。根據對現有的液壓密封結構分析，要疏導通過堵塞密封后泄漏出來的液壓介質。方式方法很多，考慮成本和可操作性，能應用于生產實際的只有兩種結構，其一是用吸附性能好的材料將介質吸收；其二是用負壓將介質吸收到其它地方。第一種方法用吸附材料能短時間吸收一定的密封介質，當其吸收飽和后吸油性能會大幅降低，必須有一裝置將其吸收的密封介質擠出。擠出的密封介質必須導流回油箱或其它的儲油裝置中，否則又會積存到密封元件上影響密封效果。這種密封方法關鍵就在吸附材料的選取及其安裝結構的設計，而且只能疏導微小的泄漏量，當泄漏量比較大時，很難找到一種理想的吸附材料。因為吸附性和耐磨損性是相矛盾的，材料的吸附性是靠其內部組織的疏松或孔洞來實現的，而要實現耐磨損要求表面至少要致密。第二種方法要有產生負壓的裝置以及將負壓接通到密封面的結構，該密封方法已經成功申請專利（專利號Z L 20102055 5720.1）。

（2）密封結構設計。采用第一種疏導密封方式時，可在活塞防塵圈后加吸油效果好而且能耐一定磨損的材料做成的吸油元件，將通過格萊圈和Y形密封圈密封后漏出的液壓介質吸收，再利用活塞運動對吸油元件的擠壓和液壓介質的重力，將吸油元件吸收的液壓介質擠出來，通過小孔回流到油箱達到“疏導”密封的目的。

第二種疏導密封的結構設計原理圖是利用負壓將漏出的液壓介質吸收回油箱。負壓的產生方法很多，考慮成本和技術可行性，利用液壓介質的流動產生負壓最好，其原理為：將液壓機的動力油泵提供的高壓動力油分出一支，動力油進入文丘里管。由文丘里管使液壓介質高速流動，在文丘里管內產生負壓，負壓通過單向閥接通密封處，將泄漏出的液壓油吸回到油箱中，負壓的大小由文丘里管內的結構進行調整。

3 結語

利用堵塞和疏導相結合的方式對液壓裝置進行密封能很好地解決液壓系統漏油的問題，該方法在國內某液壓機上開始應用，其中的密封結構已經完善，有的已經申請專利。

[1]工程機械液壓系統的泄漏原因及對策[DBOL].密封技術網 http://www.mfw365.com，2010-04-15

[2]液壓往復密封理論、技術與應用的進展研究[DBOL].五金機電網http://www.wjjdw.com，2011，（12）.

[3]姜繼海.液壓與氣壓傳動[M].北京：高等教育出版社，2002.