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为了保证氮气缸弹簧的使用寿命,对氮气缸设计的关键技术问题进行了阐述,提出了高压氮气缸的密封可靠性设计要点及适用于氮气弹簧的动态密封结构形式。具体分为氮气弹簧密封可靠性设计要点及结构,动态密封可靠性设计要点,氮气弹簧密封元件及结构形式三大要点。
1 引言
制造,它的运动摩擦阻力比唇形密封小,而启动摩擦阻力较大(为运动摩擦阻力的3-4倍),当。形圈的硬度越大,滑动表面粗糙度越大,启动摩擦力就越大;当静置时间较长时,启动摩擦力也会增加。o形圈用于气密封时必须采取润滑措施,减小密封圈的磨损。为防止高压下的。形圈被挤入密封间隙和运动时产生拧扭现象,设计时在低压的一侧加一个挡圈,也可用双挡圈以防回程被挤入卡住(图1)。0 形密封圈经常被作为辅助密封元件,也可单独作为主密封件使用。 图1 挡圈安装形式 (2)Y 形圈密封是自紧唇密封中最早的结构形式之一。氮气弹簧用不等高唇Y形圈(图2)密封效果更好。在一般情况下,Y 形圈可不用支承环,而直接装入安装槽内, 当工作气压作用后,Y 形圈底部受到轴向压缩,唇部受到周向压缩,使唇与缸壁接触面变宽,接触压力同时增大,起自紧密封作用,接触压
力越高,密封性能更好。Y
形密封摩擦阻力小,运动平稳,耐压性和密封性能较好,单圈可以实现密封,主要用于要求低摩擦往复运动密封场合。但是,Y形圈密封在高压下会产生较大的摩擦,磨损也大,而且这种密封元件断面的踵部易产生磨料磨损和咬伤,也易于挤入间隙中去被破坏,措施上可采用一个内装背撑环组成一个组合Y 形密封圈来解决 (图 3)。为提高抗形变的能力,设计时还应增加断面的壁厚。 图2 Y圈
图3 组合Y形密封圈
(3)滑环组合密封通常由一个聚四氟乙烯主密封环和一个辅助弹性密封元件组成(图4),主密封环和弹性密封环径向组合安装在同一沟糟中。外装结构用于活塞密封,内装结构用于活塞杆密封。组合密封属接触型自紧式密封,安装时, 先给弹性体密封环缸径方向一定量的压缩量阻止气体可能通过0形环和主密封环之间以及。形环和沟槽之间流过,起到初始密封作用。在高压气体作用下,o形圈发生形变,并挤压主密封环,使主密封环与金属表面的接触应力增加,挤压应力增大,起到自紧式密封作用。聚四氟乙烯主密封环与金属的摩擦系数是所有固体中最低的,具有自润滑作用,这一点正符合氮气弹簧设计需要。滑环组合密封与。形密封相比,不难从图5和图6的实验曲线看出它的优势。组合密封既利用了聚四氟乙烯与金属表面接触作滑动摩擦面,又充分利用了弹性O 形密封圈自紧式密封的优点,用作往复轴密封具有许多独特的优势:结构简单、紧凑,轴向尺寸小;摩擦系数小,静摩擦与动摩擦
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