我國液壓油缸密封支承材料選用探討
油(you)(you)缸(gang)是工程(cheng)機械的主要執(zhi)行部(bu)件，許多(duo)動作(zuo)(zuo)由油(you)(you)缸(gang)完成。支(zhi)(zhi)承襯套材料(liao)對油(you)(you)缸(gang)質量影(ying)響很(hen)大，常用作(zuo)(zuo)支(zhi)(zhi)承襯套的非金屬材料(liao)有(you)尼龍1010和聚甲醛。
一、支承襯套(tao)的(de)裝(zhuang)配(pei)(pei)部位和裝(zhuang)配(pei)(pei)間隙
1.支(zhi)承(cheng)襯套(tao)(tao)鑲在導向(xiang)套(tao)(tao)(材料為球墨(mo)鑄(zhu)鐵)內徑凹槽處，對活(huo)(huo)塞(sai)(sai)桿起導向(xiang)及支(zhi)承(cheng)作用(yong)(yong)，其內徑與(yu)活(huo)(huo)塞(sai)(sai)桿外徑的最佳設計(ji)間隙(xi)為0.08-0.16mm。小于(yu)0.08mm時，活(huo)(huo)塞(sai)(sai)桿運動阻力大，油缸發(fa)顫，支(zhi)承(cheng)襯套(tao)(tao)磨損加快，嚴重(zhong)時伴有異響(xiang)，失去支(zhi)承(cheng)作用(yong)(yong)；間隙(xi)超過0.16mm時，則易(yi)與(yu)活(huo)(huo)塞(sai)(sai)桿發(fa)生偏磨，襯套(tao)(tao)單(dan)邊(bian)受力，導致(zhi)油缸泄(xie)漏，活(huo)(huo)塞(sai)(sai)桿帶油。
2.支承(cheng)襯套外(wai)徑與油(you)缸(gang)(gang)缸(gang)(gang)筒(tong)內(nei)徑接觸，最佳設計間(jian)隙為(wei)(wei)0.1-0.19mm。小于0.1mm時(shi)，活塞(sai)桿運動阻力(li)增大，不(bu)能保持勻速(su)運動，油(you)溫高時(shi)更為(wei)(wei)明顯。襯套起(qi)不(bu)到支承(cheng)作用，活塞(sai)桿上的擋板或活塞(sai)外(wai)緣(yuan)易(yi)劃傷缸(gang)(gang)筒(tong)內(nei)壁(bi)，嚴重時(shi)導致缸(gang)(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
尼龍1010的強度、剛性、耐熱性都較(jiao)好，成型工藝性亦較(jiao)好；吸(xi)水(shui)性和收(shou)縮(suo)率較(jiao)大，尺寸穩定(ding)性差，受溫度影響(xiang)較(jiao)大，工作溫度范圍(wei)為-30-80℃。
聚甲醛是(shi)高(gao)熔點、高(gao)密度(du)、結晶性線(xian)形聚合物，具有(you)良好(hao)的綜(zong)合性能，抗(kang)拉強度(du)、沖擊韌性、剛度(du)、疲勞強度(du)、抗(kang)蠕變(bian)性能和(he)(he)尺(chi)寸穩定性都很好(hao)，吸(xi)水性小，有(you)很好(hao)的耐(nai)化(hua)學(xue)藥(yao)品能力和(he)(he)耐(nai)溶劑(ji)性，特別是(shi)有(you)機溶劑(ji)和(he)(he)油脂。即使在高(gao)溫下，聚甲醛在一般有(you)機溶劑(ji)中的重量變(bian)化(hua)量僅為(wei)0.3%-3%，尺(chi)寸變(bian)化(hua)僅為(wei)0.1%-1%。工(gong)作溫度(du)一般為(wei)-40-140℃。缺點是(shi)加熱易分解，成(cheng)型比尼龍困(kun)難。
三、兩種材料(liao)的應用范圍(wei)及加工(gong)方法(fa)
1.尼(ni)龍(long)1010具有(you)較(jiao)(jiao)高的(de)硬度、剛度，加工工藝性較(jiao)(jiao)好，但受(shou)溫度影響較(jiao)(jiao)大(da)。適用(yong)于工程(cheng)機(ji)械、機(ji)床設(she)備(bei)等受(shou)溫度影響較(jiao)(jiao)小的(de)場(chang)合。
2.聚甲醛具(ju)有優異(yi)的(de)機械性(xing)能(neng)，加之可采(cai)用熱塑性(xing)塑料通用的(de)成型方(fang)法(fa)成型，使之在汽車工(gong)業(ye)、機械工(gong)業(ye)、電子工(gong)業(ye)、建(jian)筑材料等行業(ye)得到(dao)廣(guang)泛應用。聚甲醛還(huan)可代替銅(tong)、鋅、鋁等有色金屬(shu)制作結構(gou)零(ling)件(jian)。特別適于制作耐摩擦及(ji)承受高負荷的(de)零(ling)件(jian)。
3.兩種材(cai)料均有較好的實用性和易(yi)加(jia)(jia)(jia)工(gong)性。用原(yuan)始材(cai)料澆(jiao)鑄成棒材(cai)或(huo)管(guan)材(cai)，用普通(tong)車床(chuang)即可(ke)加(jia)(jia)(jia)工(gong)成型(xing)(xing)，成型(xing)(xing)后還可(ke)進行刮(gua)研等(deng)加(jia)(jia)(jia)工(gong)。因此(ci)，不僅適(shi)用于整機制造，也可(ke)用于設(she)備維修。
四(si)、襯套材料的選用依據
根據(ju)對上述兩種材(cai)料的特性分(fen)析可(ke)知，油缸(gang)(gang)的工(gong)(gong)作(zuo)溫(wen)度(du)是確(que)定選用何(he)種材(cai)料作(zuo)支承襯(chen)套(tao)的主要依(yi)據(ju)。一般工(gong)(gong)作(zuo)溫(wen)度(du)下使(shi)用尼龍(long)1010即可(ke)；經常在(zai)高溫(wen)下工(gong)(gong)作(zuo)的油缸(gang)(gang)則應選用聚甲醛作(zuo)支承襯(chen)套(tao)。我廠曾經制造過一批以(yi)尼龍(long)1010作(zuo)支承襯(chen)套(tao)的油缸(gang)(gang)，加(jia)工(gong)(gong)尺寸全(quan)部符合設(she)計(ji)要求(qiu)，裝(zhuang)配(pei)時的間隙調整也在(zai)設(she)計(ji)范(fan)圍(wei)之內(nei)。油缸(gang)(gang)裝(zhuang)配(pei)完(wan)畢后嚴格按要求(qiu)做了壓力試驗。但由(you)于是在(zai)夏季生(sheng)產(chan)，環境(jing)溫(wen)度(du)較高，部分(fen)油缸(gang)(gang)出現(xian)活塞桿發顫、伴有異(yi)響(xiang)等情況。
拆檢發現，尼龍支(zhi)承襯套尺(chi)寸(cun)嚴重(zhong)超差，直徑方(fang)向超過設(she)計標準(zhun)0.10mm。為了驗證(zheng)這(zhe)一(yi)結論的正確性，我們作了一(yi)個試驗。取幾(ji)只尺(chi)寸(cun)符合要(yao)求的尼龍1010支(zhi)承襯套，放入一(yi)燒杯中，加足量水煮沸8-10h，取出測量，膨脹量均(jun)超過5%。后改用聚甲醛作支(zhi)承襯套，油缸(gang)爬(pa)行、發顫(zhan)及異響等現象均(jun)消除。
