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        高壓氮氣的密封可靠性是氮氣彈簧成敗的關鍵問題

        來源:m.blthmoxin.com 發(fā)布時間:2019年12月27日
           為了保證氮氣缸彈簧的使用壽命,對氮氣缸設計的關鍵技術問題進行了闡述,提出了高壓氮氣缸的密封可靠性設計要點及適用于氮氣彈簧的動態(tài)密封結(jié)構(gòu)形式。具體分為氮氣彈簧密封可靠性設計要點及結(jié)構(gòu),動態(tài)密封可靠性設計要點,氮氣彈簧密封元件及結(jié)構(gòu)形式三大要點。

          模具技術不斷發(fā)展,對模具上大量使用的彈性元件提出了越來越高的要求。在汽車制造領域,覆蓋件模具要求彈性元件在較小的空間里能產(chǎn)生較大的初始彈壓力,而不需要預緊,且要求彈壓力在整個工作行程中基本保持恒定。常規(guī)彈簧的彈壓力特性曲線不能滿足要求,氮氣缸彈簧作為新型彈性功能部件便應運而生,它所具有的彈壓力特性曲線彌補了常規(guī)彈性元件的不足。氮氣缸彈簧的使用壓力在15MPa以下,在正常使用情況下,它的壽命指標應達到工作行程80kmlOOkm。為此,首先應保證氮氣缸高壓氮氣的密封壽命。氮氣彈簧的密封分為動密封和靜密封,靜密封技術相對于動密封技術更成熟和可靠,而往復軸的高壓氣體動密封在技術上還存在一些難題值得研究。因此,高壓氮氣的動密封可靠性是氮氣彈簧成敗的關鍵問題。
          一、密封元件及結(jié)構(gòu)形式

          (a)o形圈密封是最簡單的、最通用的一種密封類型。它靠密封接觸表面的壓力堵塞氣體泄漏,氣壓越高密封效果越好,但柱塞或活塞運動速度較高時,氣體會有泄漏。o形圈一般用合成橡膠制造,它的運動摩擦阻力比唇形密封小,而啟動摩擦阻力較大(為運動摩擦阻力的3-4倍),當。形圈的硬度越大,滑動表面粗糙度越大,啟動摩擦力就越大;當靜置時間較長時,啟動摩擦力也會增加。o形圈用于氣密封時必須采取潤滑措施,減小密封圈的磨損。為防止高壓下的。形圈被擠入密封間隙和運動時產(chǎn)生擰扭現(xiàn)象,設計時在低壓的一側(cè)加一個擋圈,也可用雙擋圈以防回程被擠入卡住。0形密封圈經(jīng)常被作為輔助密封元件,也可單獨作為主密封件使用。

          (b)Y形組合密封是由Y形密封圈和唇內(nèi)的。形圈組合而成的一種單向密封,其密封原理與一般的Y形密封圈相同。o形圈由形變能力強的合成橡膠制造,而Y形密封件則采用剛性較好的夾織物橡膠制造,在壓力作用下同樣能徑向膨脹。起自密封作用。這種結(jié)構(gòu)既保持了優(yōu)良的密封性能,又使摩擦磨損較小,還同時避免了單一Y形密封圈工作時被擠入間隙而破壞的可能。

          (c)Y形圈密封是自緊唇密封中最早的結(jié)構(gòu)形式之一。氮氣彈簧用不等高唇Y(jié)形圈密封效果更好。在一般情況下,Y形圈可不用支承環(huán),而直接裝入安裝槽內(nèi),當工作氣壓作用后,Y形圈底部受到軸向壓縮,唇部受到周向壓縮,使唇與缸壁接觸面變寬,接觸壓力同時增大,起自緊密封作用,接觸壓力越高,密封性能更好。Y形密封摩擦阻力小,運動平穩(wěn),耐壓性和密封性能較好,單圈可以實現(xiàn)密封,主要用于要求低摩擦往復運動密封場合。但是,Y形圈密封在高壓下會產(chǎn)生較大的摩擦,磨損也大,而且這種密封元件斷面的踵部易產(chǎn)生磨料磨損和咬傷,也易于擠入間隙中去被破壞,措施上可采用一個內(nèi)裝背撐環(huán)組成一個組合Y形密封圈來解決。為提高抗形變的能力,設計時還應增加斷面的壁厚。

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