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科技创新

液压气液增压缸密封支承材料的选用分析


液压气液增压缸是工程主要执行部件,许多动作由液压气液增压缸完成。缸在设计时工作环境内的温度已定,若因工作需要变换工作环境超过温度需与增压缸技术相关人员联系处。支承衬套材料对液压气液增压缸质量影响很大,常用作支承衬套的非金属材料有尼龙1010和聚甲醛(Formaldehyde)(aldehyde)。

  一、支承衬套的装配(assemble)部位和装配间隙
1.支承衬套镶在导向套内径凹槽(义:物体表面上凹下的槽)处,对活塞杆起导向及支承作用,其内径与活塞杆外径的设计间隙为0.08-0.16mm。小于0.08mm时,活塞杆运动阻力大,液压(hydraulic)气液增压缸发颤,支承衬套磨损加快,严重时伴有异响,失去支承作用;间隙超过0.16mm时,则易与活塞杆发生偏磨,衬套单边受力,导致(cause)液压气液增压缸泄漏,活塞杆带油。
2.支承衬套外径(外缘直径)与液压(hydraulic)气液增压缸缸筒内径接触,设计间隙为0.1-0.19mm。小于0.1mm时,活塞杆运动阻力增大,不能保持匀速运动,油温高时更为明显。衬套起不到支承作用,活塞杆上的挡板或活塞外缘易划伤缸筒内壁,严重时导致缸筒报废。
可见,装配间隙对液压气液增压缸质量至关重要。装配间隙应以支承衬套来调整,支承衬套中调整装配间隙的尺寸主要是B,公差要求为mm。


  二、两种材料(Material)的性能特点
尼龙(PA)1010的强度(strength)、刚性、耐热性都较好,成型工艺性亦较好;吸水性和收缩率较大,尺寸稳定性(The stability of)差,受温度影响较大,工作温度范围为-30-80℃。
聚甲醛是高熔点、高密度(单位:g/cm3或kg/m3)、结晶性线形聚合物,具有良好的综合性能,抗拉强度(strength)、冲击韧性(toughness)、刚度、疲劳强度、抗蠕变性能和尺寸稳定性都很好,吸水性小,有很好的耐化学药品能力和耐溶剂(性状:透明,无色的液体)性,特别是有机溶剂和油脂。气液增压缸型号缸在设计时工作环境内的温度已定,若因工作需要变换工作环境超过温度需与增压缸技术相关人员联系处。即使在高温下,聚甲醛在一般有机溶剂中的重量变化量仅为0.3%-3%,尺寸变化仅为0.1%-1%。工作温度(temperature)一般为-40-140℃。缺点是加热易分解,成型比尼龙困难。

  三、两种材料的应用范围及加工方法
1.尼龙(PA)1010具有较高的硬度、刚度,加工工艺性较好,但受温度影响较大。适用于工程、机床设备等受温度影响较小的场合。
2.聚甲醛(Formaldehyde)具有优异的性能,加之可采用热塑性塑料(结构:合成树脂、增塑剂、稳定剂、色料)通用的成型方法成型,使之在汽车工业、工业、电子工业、建筑材料等行业得到广泛应用。聚甲醛还可代替铜、锌、铝(Al)等有色金属制作结构零件。特别适于制作耐摩擦及承受高负荷的零件。
3.两种材料均有较好的实用性和易加工性。用原始材料浇铸成棒材或管材,用普通车床即可加工成型,成型后还可进行刮研等加工。因此,液压的技术人员认为其不仅适用于整机制造,也可用于设备维护修理。

  四、衬套材料的选用依据(yī jù)
根据对上述两种材料(Material)的特性分析可知,液压气液增压缸的工作温度(temperature)是确定选用何种材料作支承衬套的主要依据。缸在正常使用时工作气压必须要按照检验报告中规定的工作气压范围内工作,不得超过规定的工作压力。一般工作温度下使用尼龙(PA)1010即可;常常在高温下工作的液压气液增压缸则应选用聚甲醛作支承衬套。我厂曾经制造过一批以尼龙1010作支承衬套的液压气液增压缸,加工尺寸全部符合设计要求,装配时的间隙调整也在设计范围(fàn wéi)之内。液压气液增压缸装配完毕后严格按要求做了压力试验。但由于是在夏季生产(Produce),环境温度较高,部分液压气液增压缸出现活塞杆发颤、伴有异响等情况。
拆检发现,尼龙支承衬套尺寸严重超差,直径方向超过设计标准0.10mm。为了验证这一结论的正确性,我们作了一个试验。取几只尺寸符合要求的尼龙1010支承衬套,放入一烧杯中,加足量水煮沸8-10h,取出测量,膨胀量均超过5%。后改用聚甲醛作支承衬套,液压(hydraulic)气液增压缸爬行、发颤及异响等现象均消除。

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