液压密封新技术研究

张兴友

（重庆三峡职业学院，重庆 404000）

液压技术渗透到很多领域，不断在工业、在机床、工程机械等行业得到大幅度的应用和发展。液压系统离不开密封，传统的密封方法在特定的情况下密封效果并不理想，据调查：当活塞的移动速度高于300 m m/s时，国产液压机都存在不同程度的泄漏，为此，液压机行业经过几十年的探索仍无法解决此问题。要彻底解决液压泄漏，只有在密封方法上进行改进。

1 液压泄漏原因分析

目前液压系统采用的密封方法都是用密封圈在需要密封的地方堵塞介质的流动以达到密封的目的，这种堵塞式的密封在静密封或者低速动密封情况下可以达到理想的密封效果，但在高速往复密封的情况下，这种密封方式并不理想，会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彻底地堵塞往复密封情况下的泄漏通道。在往复密封情况下密封圈与被密封的运动零件之间有相对运动，加上制造时密封圈和被密封零件表面的各种缺陷和形位尺寸误差，在国内目前的技术条件下，很难使密封处的间隙控制在理想的范围。因而造成泄漏通道并不能完全堵塞和准确控制在一定范围，造成泄漏。

（2）根据摩擦及润滑的有关理论，在液压往复密封时要综合考虑摩擦因素和密封因素才能达到很好的密封效果，因此密封处的粗糙度的取值就非常关键。液压往复密封时密封接触面的粗糙度必须保留一定值以储存润滑介质，使密封处的摩擦减小。粗糙度值大一点有利于润滑介质的储存，但会使密封处的摩擦加剧；粗糙度值小一点会使储存的润滑介质过少同样会使摩擦加剧，而粗糙度的合理取值与密封材质、硬度、温度、介质粘度、接触压力等等诸多因素有关。国内的有关研究机构和企业做了大量的努力都没能解决实际生产时液压往复密封的粗糙度合理取值问题。特别是大型液压机的生产，技术手段不完善，要想准确控制活塞的粗糙度目前还做不到。

（3）堵塞密封在高速往复密封情况下很难达到理想的密封效果。根据现有的密封理论，在高速往复密封情况下运动零件通过密封处后始终要带出液压介质，而带出的液压介质在回程时由于结构的原因不可能有足够大的压力使其再通过密封面而回到介质通路，只能存留在运动零件的外表面，经过一定的积累后就会形成液压介质的泄漏。

（4）渗漏和扩散的影响也会使液压介质有一定量通过密封面停留在运动零件表面，同样由于没有足够的压力使其回流，通过一定的积累就会形成泄漏。

2 液压密封方法的改进

堵塞的密封方式并不能完全堵塞液压介质的泄漏，始终有一部分液压介质会通过堵塞面泄漏出来，对于这部分泄漏出来的液压介质在密封结构上目前没有一种密封方法给予考虑。尽管通过不断改善密封结构使通过堵塞面泄漏出来的液压介质比较少，但由于没有回流压力的作用，这部分泄漏出来的液压介质通过一定积累后就会形成漏油。因此要彻底解决液压漏油问题必须考虑对于通过堵塞密封后泄漏出来的液压介质的再密封问题，即考虑用与“疏导密封”的密封方式结合密封的方法进行密封。

（1）“疏导密封”的工作原理简介。“疏导密封”的密封方法的作用就在于将通过堵塞密封后泄漏出来的液压介质导流回油箱而不积存在液压零件上。根据对现有的液压密封结构分析，要疏导通过堵塞密封后泄漏出来的液压介质。方式方法很多，考虑成本和可操作性，能应用于生产实际的只有两种结构，其一是用吸附性能好的材料将介质吸收；其二是用负压将介质吸收到其它地方。第一种方法用吸附材料能短时间吸收一定的密封介质，当其吸收饱和后吸油性能会大幅降低，必须有一装置将其吸收的密封介质挤出。挤出的密封介质必须导流回油箱或其它的储油装置中，否则又会积存到密封元件上影响密封效果。这种密封方法关键就在吸附材料的选取及其安装结构的设计，而且只能疏导微小的泄漏量，当泄漏量比较大时，很难找到一种理想的吸附材料。因为吸附性和耐磨损性是相矛盾的，材料的吸附性是靠其内部组织的疏松或孔洞来实现的，而要实现耐磨损要求表面至少要致密。第二种方法要有产生负压的装置以及将负压接通到密封面的结构，该密封方法已经成功申请专利（专利号Z L 20102055 5720.1）。

（2）密封结构设计。采用第一种疏导密封方式时，可在活塞防尘圈后加吸油效果好而且能耐一定磨损的材料做成的吸油元件，将通过格莱圈和Y形密封圈密封后漏出的液压介质吸收，再利用活塞运动对吸油元件的挤压和液压介质的重力，将吸油元件吸收的液压介质挤出来，通过小孔回流到油箱达到“疏导”密封的目的。

第二种疏导密封的结构设计原理图是利用负压将漏出的液压介质吸收回油箱。负压的产生方法很多，考虑成本和技术可行性，利用液压介质的流动产生负压最好，其原理为：将液压机的动力油泵提供的高压动力油分出一支，动力油进入文丘里管。由文丘里管使液压介质高速流动，在文丘里管内产生负压，负压通过单向阀接通密封处，将泄漏出的液压油吸回到油箱中，负压的大小由文丘里管内的结构进行调整。

3 结语

利用堵塞和疏导相结合的方式对液压装置进行密封能很好地解决液压系统漏油的问题，该方法在国内某液压机上开始应用，其中的密封结构已经完善，有的已经申请专利。

[1]工程机械液压系统的泄漏原因及对策[DBOL].密封技术网 http://www.mfw365.com，2010-04-15

[2]液压往复密封理论、技术与应用的进展研究[DBOL].五金机电网http://www.wjjdw.com，2011，（12）.

[3]姜继海.液压与气压传动[M].北京：高等教育出版社，2002.