我國液壓油缸密封支承材料選用探討
油(you)(you)缸(gang)是工(gong)程(cheng)機械的(de)主要執(zhi)行(xing)部件(jian)，許多動(dong)作由油(you)(you)缸(gang)完成(cheng)。支(zhi)承襯套材料對(dui)油(you)(you)缸(gang)質量影響(xiang)很大(da)，常(chang)用作支(zhi)承襯套的(de)非(fei)金屬(shu)材料有(you)尼龍(long)1010和聚甲(jia)醛。
一、支承襯(chen)套(tao)的裝(zhuang)配部(bu)位(wei)和裝(zhuang)配間隙
1.支(zhi)承(cheng)(cheng)襯(chen)套(tao)鑲在導向(xiang)套(tao)(材料為(wei)球墨鑄鐵(tie))內徑(jing)凹槽處，對活(huo)塞桿(gan)起導向(xiang)及支(zhi)承(cheng)(cheng)作(zuo)用(yong)，其內徑(jing)與活(huo)塞桿(gan)外徑(jing)的最佳設(she)計(ji)間(jian)隙為(wei)0.08-0.16mm。小于0.08mm時(shi)，活(huo)塞桿(gan)運動阻力大，油(you)(you)缸(gang)發顫，支(zhi)承(cheng)(cheng)襯(chen)套(tao)磨(mo)損加快，嚴重時(shi)伴有(you)異響，失(shi)去支(zhi)承(cheng)(cheng)作(zuo)用(yong)；間(jian)隙超(chao)過0.16mm時(shi)，則易與活(huo)塞桿(gan)發生偏(pian)磨(mo)，襯(chen)套(tao)單邊(bian)受力，導致油(you)(you)缸(gang)泄漏，活(huo)塞桿(gan)帶油(you)(you)。
2.支(zhi)承襯套(tao)(tao)外(wai)徑與油(you)(you)缸(gang)缸(gang)筒(tong)內徑接觸，最(zui)佳設計間(jian)隙為0.1-0.19mm。小于0.1mm時，活(huo)(huo)塞(sai)桿運動(dong)阻力(li)增大，不(bu)能保持(chi)勻速運動(dong)，油(you)(you)溫高時更為明(ming)顯。襯套(tao)(tao)起不(bu)到支(zhi)承作(zuo)用，活(huo)(huo)塞(sai)桿上(shang)的擋板或活(huo)(huo)塞(sai)外(wai)緣易劃傷缸(gang)筒(tong)內壁，嚴重時導致缸(gang)筒(tong)報廢。
可見，裝配間隙對油缸質量至關重要。裝配間隙應以支承襯套來調整，如圖1所示，支承襯套中調整裝配間隙的尺寸主要是B，公差要求為mm。
二、兩種材料的性能特點
尼(ni)龍(long)1010的強度、剛性(xing)、耐(nai)熱(re)性(xing)都較好(hao)，成型工(gong)藝性(xing)亦較好(hao)；吸(xi)水性(xing)和收縮率(lv)較大，尺寸穩定(ding)性(xing)差(cha)，受溫度影(ying)響較大，工(gong)作溫度范圍為-30-80℃。
聚(ju)(ju)甲醛是高熔點、高密(mi)度、結晶(jing)性(xing)(xing)線形(xing)聚(ju)(ju)合物(wu)，具有良好的(de)綜(zong)合性(xing)(xing)能，抗拉強度、沖擊韌(ren)性(xing)(xing)、剛度、疲勞強度、抗蠕變性(xing)(xing)能和尺(chi)寸穩定性(xing)(xing)都很(hen)好，吸水性(xing)(xing)小，有很(hen)好的(de)耐(nai)化學(xue)藥品能力和耐(nai)溶(rong)劑(ji)性(xing)(xing)，特別是有機溶(rong)劑(ji)和油(you)脂(zhi)。即使在(zai)高溫下，聚(ju)(ju)甲醛在(zai)一般有機溶(rong)劑(ji)中的(de)重量(liang)變化量(liang)僅(jin)為(wei)(wei)0.3%-3%，尺(chi)寸變化僅(jin)為(wei)(wei)0.1%-1%。工作溫度一般為(wei)(wei)-40-140℃。缺點是加(jia)熱易分解，成(cheng)型比尼龍困(kun)難。
三(san)、兩種材(cai)料的應用范圍及加工方法
1.尼龍1010具有較(jiao)(jiao)高(gao)的硬度(du)、剛(gang)度(du)，加(jia)工(gong)(gong)工(gong)(gong)藝性較(jiao)(jiao)好，但受(shou)溫度(du)影(ying)響較(jiao)(jiao)大(da)。適用于工(gong)(gong)程(cheng)機械、機床設(she)備(bei)等受(shou)溫度(du)影(ying)響較(jiao)(jiao)小的場合(he)。
2.聚(ju)甲(jia)醛具有優(you)異的(de)(de)機械性能(neng)，加之可(ke)采(cai)用熱塑性塑料通用的(de)(de)成(cheng)型方(fang)法成(cheng)型，使之在(zai)汽車工業(ye)、機械工業(ye)、電子工業(ye)、建(jian)筑材料等(deng)行業(ye)得(de)到(dao)廣泛應用。聚(ju)甲(jia)醛還可(ke)代替銅、鋅、鋁等(deng)有色金屬制作結構(gou)零件(jian)。特別適于制作耐摩擦(ca)及承受高負荷的(de)(de)零件(jian)。
3.兩(liang)種(zhong)材(cai)料均(jun)有較好的實(shi)用性和易加工(gong)性。用原始材(cai)料澆鑄(zhu)成(cheng)棒材(cai)或管(guan)材(cai)，用普通車床(chuang)即可(ke)加工(gong)成(cheng)型，成(cheng)型后還可(ke)進(jin)行刮研等(deng)加工(gong)。因此(ci)，不僅適(shi)用于(yu)(yu)整機制造(zao)，也可(ke)用于(yu)(yu)設備維修。
四、襯(chen)套(tao)材料(liao)的選用依據(ju)
根據對(dui)上述兩種材(cai)料(liao)的(de)(de)特性分析可知，油(you)缸(gang)的(de)(de)工(gong)作(zuo)(zuo)溫(wen)(wen)度是確定(ding)選用(yong)何種材(cai)料(liao)作(zuo)(zuo)支(zhi)承(cheng)襯套的(de)(de)主要(yao)依據。一般工(gong)作(zuo)(zuo)溫(wen)(wen)度下(xia)使用(yong)尼(ni)龍1010即可；經常在(zai)高(gao)溫(wen)(wen)下(xia)工(gong)作(zuo)(zuo)的(de)(de)油(you)缸(gang)則應(ying)選用(yong)聚甲(jia)醛作(zuo)(zuo)支(zhi)承(cheng)襯套。我(wo)廠曾經制造過一批以尼(ni)龍1010作(zuo)(zuo)支(zhi)承(cheng)襯套的(de)(de)油(you)缸(gang)，加工(gong)尺寸(cun)全部符合(he)設(she)計(ji)要(yao)求，裝配時(shi)的(de)(de)間隙調整(zheng)也(ye)在(zai)設(she)計(ji)范圍之內。油(you)缸(gang)裝配完畢后嚴格按要(yao)求做(zuo)了壓力(li)試驗(yan)。但由于是在(zai)夏(xia)季(ji)生產，環(huan)境溫(wen)(wen)度較高(gao)，部分油(you)缸(gang)出現活塞桿發顫(zhan)、伴有(you)異(yi)響等情(qing)況。
拆檢發現(xian)，尼龍支承(cheng)襯(chen)(chen)套尺寸嚴重超(chao)(chao)差，直(zhi)徑方向超(chao)(chao)過設計標準0.10mm。為了驗(yan)證這(zhe)一結論的(de)正確性，我們作了一個(ge)試驗(yan)。取幾只尺寸符合要求(qiu)的(de)尼龍1010支承(cheng)襯(chen)(chen)套，放(fang)入一燒杯中，加(jia)足量水(shui)煮沸8-10h，取出測量，膨脹量均(jun)超(chao)(chao)過5%。后改用聚甲醛作支承(cheng)襯(chen)(chen)套，油缸(gang)爬行、發顫及異響等(deng)現(xian)象均(jun)消(xiao)除。
