?恒立佳創(chuàng):氣缸系統(tǒng)活塞桿密封圈
活塞密封是整個氣缸密封系統(tǒng)的關鍵,承擔著只關鍵的壓力隔離任務。它的性能直接影響氣缸的出力效率、速度穩(wěn)定性、能耗和壽命。本文將解析活塞密封系統(tǒng)的功能、由哪些密封圈組成、失效會產生哪些后果,來幫助大家認識活塞密封系統(tǒng)。
一、關鍵功能
隔離氣缸腔室
其主要作用是將氣缸內部分隔成兩個單獨的壓力腔室 —— 有桿腔和無桿腔(或稱為活塞桿側和活塞頭側)。防止高壓壓縮空氣(或其他介質)從一個腔室通過活塞與缸筒內壁之間的間隙泄漏到另一個腔室。
形成有效壓力差
只有有效隔離,才能在兩個腔室之間產生穩(wěn)定的壓力差。這個壓力差作用在活塞的有效截面積上,從而產生推動活塞運動的力(氣缸出力)。密封失效會導致漏氣、出力不足、速度不穩(wěn)甚至爬行。
承受高壓與運動磨損
活塞密封需要在較高的工作壓力(幾 Bar 到數百 Bar 不等)下保持密封性,同時承受活塞往復運動的劇烈摩擦磨損。其安裝位置在活塞外圓周上的環(huán)形溝槽內。
二、作用和類型
1. 外側密封圈:防塵圈 (Wiper Seal / Scraper)
位置:只靠近缸體外側(圖片右端)。
特征:通常帶有銳利的刮擦唇邊(圖片中可見其與活塞桿的緊密刮擦接觸)。
作用:
關鍵功能是防污:當活塞桿縮回缸筒時,刮擦唇像 “雨刮器” 一樣將附著在活塞桿表面上的灰塵、泥土、碎屑、水分等外部污染物徹底刮除,防止其進入缸筒內部。
保護內部密封:是保護內部活塞桿密封圈和導向環(huán)免受污染、腐蝕和磨損的首道防線。
材質:常采用耐磨且具有一定彈性的材料,如聚氨酯 (PU) 或硬質橡膠。圖中深藍色即可能是聚氨酯材料。
2. 內側密封圈:活塞桿主密封 (Rod Seal)
位置:位于防塵圈和導向環(huán) / 端蓋內側之間(圖片中靠左)。
特征:截面常呈 U 形、Y 形或類似杯形,利用系統(tǒng)壓力使密封唇張緊活塞桿(圖中可見其壓力作用下的形態(tài))。
作用:
關鍵功能是密封壓力介質:防止缸筒內的壓縮空氣(氣動缸)或液壓油(液壓缸)沿著活塞桿外表面泄漏到外部環(huán)境中。這是保證系統(tǒng)壓力和效率的關鍵密封。
低壓狀態(tài):依靠自身彈力(預緊力)保持密封。
高壓狀態(tài):系統(tǒng)壓力作用于密封唇內側,將其更緊密地推向活塞桿,實現(xiàn)壓力自緊密封。
輔助防污:在活塞桿伸出時,在一定程度上阻擋外部污染物進一步向內滲透(但主要防污任務由防塵圈承擔)。
材質:只常用高性能聚氨酯 (PU)(具有良好的耐磨性、彈性和耐壓性,圖中為黑色),也可用丁腈橡膠 (NBR)、氟橡膠 (FKM) 等。常見組合密封形式(如斯特封)也用于此位置。
總結圖示密封圈作用
外側的防塵圈,關鍵功能是阻擋外部污染物進入缸內,通過機械刮擦清理桿上污物的方式工作,若其失效,會導致內部件磨損加劇,主密封提前失效。內側的活塞桿主密封,主要作用是阻止缸內壓力介質向外泄漏,工作方式為彈性預緊與壓力自緊相結合,一旦失效,會造成系統(tǒng)壓力下降、出現(xiàn)泄漏,導致效率降低并產生污染。
氣缸的活塞密封是一個精密、高性能的關鍵部件?,F(xiàn)代設計幾乎都采用彈性體 + 耐磨滑環(huán)的組合密封形式(如格萊圈或斯特封)。它的關鍵作用是通過低壓預緊 + 高壓自緊的機理,有效隔離氣缸的兩個腔室,確保壓力差轉化為可靠的直線運動推力。其性能受到材料科學、精密制造和正確安裝維護的極大影響。選擇合適的活塞密封對氣缸的整體性能和可靠性至關重要。
(恒立佳創(chuàng)是恒立集團在上海成立的一站式客戶解決方案中心,旨在為客戶提供恒立全球12個生產制造基地生產的液壓元件、氣動元件、導軌絲桿、密封件、電驅電控、精密鑄件、無縫鋼管、傳動控制與系統(tǒng)集成等全系列產品的技術支持與銷售服務。)