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活塞杆密封

/piston rod packing/
条目作者贾晓红郭飞
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贾晓红

郭飞

郭飞

最后更新 2022-12-23
浏览 123
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活塞杆与缸盖之间的密封。

英文名称
piston rod packing
所属学科
机械工程

是一种接触式的往复密封。主要用于防止缸内流体的外泄漏,是液压设备最关键的元件之一。

活塞杆密封的密封槽开在缸盖上,属于轴用密封圈。液压系统中的活塞杆密封是依靠密封件与活塞杆之间的流体膜的弹性流体动压效果实现的。在活塞杆向外运动的过程中,密封件将大部分液体从活塞杆表面刮除,但不可避免地总有一层很薄的液体黏附在活塞杆表面,被带入密封件与活塞杆之间的间隙,形成油膜。根据弹性流体动压效应,不同的压力分布将对应不同的油膜厚度。当活塞杆向内运动时,由于压力分布的变化油膜厚度也会发生变化,内外行程的油膜厚度之差即是一个往复运动周期的泄漏量。根据理论分析,要减少泄漏,活塞杆密封应具有最大压力点靠近液体侧的三角形接触压力分布。O形圈是一种典型的活塞杆用密封圈,但是其接触压力分布为对称性,密封性能并不理想,因此人们通过改进截面形状,设计出了Y形圈,其具有密封性能良好和摩擦阻力小的优点。此外U形圈也有类似的结构特征,更为紧凑。另一种典型的液压活塞杆密封圈是聚四氟乙烯同轴密封圈,一般由截面形状为梯形的青铜填充聚四氟乙烯环和O形橡胶圈组合而成,O形圈提供密封预紧力,聚四氟乙烯环与相对运动表面接触,以保证密封圈的耐磨性。此外,在气动密封系统中,活塞杆密封一般由填料密封实现,常用填料有金属、填充硬质材料的塑料或者石墨等硬填料,为了解决硬填料磨损后的补偿问题,往往采用分瓣式结构。其密封原理和活塞环类似,即在填料和活塞杆相配合的表面上利用阻塞和节流作用密封缸内气体。

  • 蔡仁良,顾伯勤,宋鹏云.过程装备密封技术. 2版.北京:化学工业出版社,2006.
  • 徐灏.密封.北京:冶金工业出版社,2005.
  • NIKAS G K.Eighty years of research on hydraulic reciprocating seals: review of tribological studies and related topics since the 1930s.Journal of Engineering Tribology,2010,224(1):1-23.

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