液壓馬達密封可靠性研究

1.1液壓密封的原理

在液壓設(shè)備中，應(yīng)用一種致密，彈性靈活，軟硬適中，并具有一定機械強度等高性能的分子材料，放置于設(shè)備耦合件之間，隔離、切斷設(shè)備內(nèi)油液流體的流動途徑；或者增強油液流動的阻力，以消除相對頁面之間的壓力差；或者增加做功元件，引導泄漏液流回來源腔。這就是液壓設(shè)備密封的重要原理。

1.2液壓密封的分類

液壓密封根據(jù)密封面壓力的高低可以分為:低壓力密封(0-5MPa)、中力壓密封(5-16MPa)、高壓力密封(16-40MPa)、超高壓力密封(40-70MPa)以及超級高壓密封(大于70MPa)。若以密封耦合面之間有無相對運動為標準可以分為:靜密封和動密封。

1.3失效形式及特點

1)機械性損傷擠壓破壞:設(shè)備運行擠壓，致密封表面破損；

2)密封件出現(xiàn)老化、龜裂或出現(xiàn)裂紋液壓密封件的性能下降，強度降低，彈性減弱，出現(xiàn)老化、變脆的現(xiàn)象；

3)密封件的化學浸蝕:密封件長期處于液壓油液當中，相容性變差，發(fā)脹、溶解與軟化；

4)局部燒蝕、碳化;主要是支撐環(huán)的燒蝕，密封件較薄唇口部位的碳化；

5)表面嚴重磨損：設(shè)備軸承運轉(zhuǎn)，密封件表面磨耗，形成圓周向凹凸不平的溝痕；

6)扭結(jié)變形：密封件出現(xiàn)扭曲變形，局部發(fā)生不規(guī)則的凸起與凹陷

2.1液壓密封件的材質(zhì)選用不當

制作液壓密封件的材質(zhì)選用不當，易造成泄漏。如果液壓密封件的材質(zhì)太軟，顯然，液壓傳動系統(tǒng)工作時，因液壓密封件的物理機械強度低易擠入密封間隙而損傷損壞，結(jié)果導致液壓油的泄漏。如果太硬，即使在較大外力的作用下，也因液壓密封件彈性差而變形困難，顯然它對密封表面所產(chǎn)生的初始接觸應(yīng)力及附加接觸應(yīng)力勢必較低，也會加劇液壓油的泄漏。

此外，如果制作液壓密封件的材質(zhì)與液壓油不相容的話，那么長期浸泡在液壓油中的液壓密封件吸附液壓油后將產(chǎn)生溶脹、軟化和溶解等現(xiàn)象，降低液壓密封件的彈性，減弱其密封作用，甚至脆化變質(zhì)喪失彈性，導致液壓密封件的密封失效，結(jié)果造成液壓油的大量泄漏。

2.2密封件裝配質(zhì)量低下

據(jù)相關(guān)資料顯示，密封件的安裝不規(guī)范是導致液壓密封失效的主要原因。介于密封件材料的特性，將配件強行安裝造成密封件局部形變或者是被密封接觸面花鍵、螺紋等尖銳毛邊所刺破、劃傷，都是導致密封件失效的原因。

2.3油液的選擇不當與油液的污染

液壓設(shè)備工作時，密封件長期處于油液液體環(huán)境中。因此，油液的選用對于密封件的正常使用具有重要的作用。若所選用的油液與密封材料的無良好的相容性，將會加速密封元件的老化、變質(zhì)及溶解，影響密封件的使用周期。

油液的污染與油液的選擇不當?shù)牟涣己蠊嗨?，其會加速密封件的磨損、破裂以及變形等。因此，在液壓設(shè)備的使用過程中必須即使定期的檢查液油缸內(nèi)的油液，及時更換液油，以確保液壓油的正常使用。

2.4密封件管理不當

密封件的運輸、存放也是影響液壓密封的主要原因。密封件的化學組成成分決定了其運輸與存放管理必須要符合規(guī)定要求。所以必須要加強密封件的日常管理工作。

3.1提高液壓密封件的產(chǎn)品質(zhì)量可靠性

常用液壓密封件屬于標準件，通常由專業(yè)工廠批量生產(chǎn)，應(yīng)具有一定的尺寸精度、形狀位置精度、表面粗糙度及一定的物理機械強度和良好的彈性，并且表面平整光潔，結(jié)構(gòu)致密，無麻點、無凹坑、無劃傷、無氣孔、無針孔、無氣泡、無折皺、無變形及無老化變質(zhì)等缺陷，有利于減少泄漏。

3.2提高液壓密封件安裝溝槽的設(shè)計質(zhì)量的可靠性

設(shè)計制造液壓傳動系統(tǒng)的密封裝置時，應(yīng)根據(jù)液壓密封件的實際工況，選用液壓密封件適宜的截面(徑向尺寸)壓縮率，從而確定液壓密封件安裝溝槽的大、小直徑及其軸向長度尺寸，并選用適宜的尺寸精度、形狀位置精度及表面粗糙度等，以免損傷損壞液壓密封件。盡量避免因液壓密封件的規(guī)格尺寸偏小，安裝時造成液壓密封件的拉伸等塑性變形過大而導致其截面(徑向尺寸)壓縮率的減少，有利于減少泄漏。

3.3提高液壓密封件安裝質(zhì)量可靠性

液壓傳動系統(tǒng)裝配前，應(yīng)對所有零部件進行仔細的清洗和檢查，重點應(yīng)清除各零部件配合表面的型砂、磨粒、銹蝕、油漆(涂料)、塵埃固體顆粒等污物、毛刺、尖角和碰傷等，裝配時應(yīng)在液壓密封件所需通過的零部件表面均勻涂覆少許鏗鈉基潤滑脂或液壓油，杜絕野蠻操作，避免液壓密封件承受過大的有害力矩作用而扭曲變形和(或)產(chǎn)生過大的拉伸塑性變形等損傷損壞，有利于減少泄漏。

3.4提高液壓密封件日常維護管理可靠性

綜合上述液壓密封失效的原因及現(xiàn)象，做好密封件的日常維護管理是十分必要的。第一，避免密封件受損，安裝時需要在密封件通口端，涂抹潤滑脂，以便于安裝。安裝完成后，注意油孔的清理；第二，根據(jù)液體的壓力和密封程度，對密封材料硬度做合理調(diào)整，預(yù)防密封件變形、扭曲，以免因操作問題而導致密封圈的損壞；第三，在日常維護中，還要準備備用的密封件，以防萬一，做好保管上作，預(yù)防其損壞甚至是報廢。

綜上所述，技術(shù)工程人員只有在對液壓密封的失效的影響因素有了確切的認知之后，才能夠從設(shè)計、加工以及裝配過程中盡可能做到防止失效，才能夠在出現(xiàn)失效問題的時候快速找到失效原因并且解決問題，從而液壓密封的可靠性。

注：本文由機哥整理自《工程技術(shù)》2016年第11期，作者尚憲友等