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【摘 要】 在工程机械的应用中，液压油缸的密封技术与密封件的性能有着直接关系，可以有效防止漏油现象发生，对于提高液压油缸往复运动时的工作效率具有重要影响。因此，在进行工程机械液压油缸的设计时，要选择正确的密封形式和耦合零件公差，以有效提高液压油缸的密封性，促进企业生产水平不断提升。本文就工程机械液压油缸密封型式与公差配合进行分析和探讨，以不断提高液压油缸产品质量。
【关键词】 工程机械；液压油缸；密封型式；公差配合；选择
在工程机械的运行过程中，液压油缸的作用是将具有较强压力的流体介质转换为机械力，并不断应用到各种产品的生产中，因此，工程机械液压油缸具有运转速度较快、行程长、易振动等特点，需要不断优化液压油缸设计，以有效避免漏油情况出现。
一、工程机械液压油缸密封型式选择
近年来，随着工程机械液压油缸密封技术不断改进，在进行液压油缸密封形式选择时，需要考虑因素主要有以下几个方面：
（一）活塞密封形式选择
根据我国工程机械的发展情况来看，活塞密封形式主要有以下几种：
1、活塞与缸壁直接接触并滑动，因此，活塞的密封由O形圈的压缩来完成。这种密封形式具有摩擦系数小、结构简单和密封性能较好的特点，但是，密封件的使用寿命较短、工艺要求较高，所以在低压液压系统中比较适用。
为了延长O形圈的使用寿命，对结构进行改造，使用双特槽密封装置进行密封，其中，双特槽密封圈是改进型材料，具有较强的抗磨性能，产生的摩擦力是普通O形圈的50%到80%，工作压力是四十兆帕左右，振动速度为每秒十五米左右，并且最高温度可达到二百二十五摄氏度，在工程机械液压油缸中得到了广泛应用。
2、在活塞上套一个耐磨的支承环，可以大大降低活塞的摩擦系数，从而延长液压油缸的使用寿命，而使用Y形或者YX形密封圈进行密封，适用于压力在20MPa以下、往复运动速度较高的情况下。
采用YX形密封圈进行密封，可以在任何情况的压强下进行运转，并且密封效果非常好。当压力不超过32MPa、温度在零下四十摄氏度和一百二十摄氏度之间、速度保持在每秒零点五米的时候，YX形的密封圈已逐渐取代了Y形密封圈，具有很好的密封效果。
3、采用V形密封圈和螺母来进行调整和补偿，以代替活塞的支承作用，从而达到活塞与缸壁脱离接触的目的，并且可以降低配合表面的工艺要求。这种密封形式适合在耐久性好、密封圈更换困难、压力不超过50MPa、液压油缸直径大和速度不高的情况下，可以取得很好的密封效果。
4、新型的密封形式，由抗磨的填充聚四氟乙烯圈和O形橡胶密封圈组成，可以很好的提高密封性能，达到减少摩擦力的目的。将斯来圈和格来圈相结合，可以大大延长使用寿命，不会产生爬行，可以在高压和超高压系统中应用，从而使活塞密封效果得到不断提高，因此，在工程机械液压油缸的设计中得到了广泛应用。
（二）液压油缸密封设计标准
在实际生产中，工程机械液压油缸的密封必须根据主机使用要求，在保证安全可靠的运行条件下，尽可能避免液压油缸漏油情况的出现，尤其是活塞杆的密封泄露现象。根据相关调查和研究发现，柔性动密封和配合运动的泄露和摩擦，是由其表面的油膜控制的，并且成正比关系，因此，液压油缸的密封，可以通过调整密封副耦合表面的压力和油膜状态来完成。
根据油膜厚度、压力、油液粘度、泄露值和活塞杆等之间的关系，在进行液压油缸的设计时，活塞部位的密封需要根据液压系统的额定工作压力和液压油缸大腔压力来选取；活塞杆部位的密封则要根据液压油缸小腔压力情况来进行设计。因此，在进行液压油缸的设计时要将密封件的使用寿命、具体的工况、活塞杆密封的初始最大過盈接触应力等进行全面考虑，以选择最合适的密封型式，保证泄露指标参数符合相关规定。
（三）活塞杆密封形式选择
在液压油缸中，活塞杆与缸盖之间的密封时滑动密封，活塞杆部压力比缸大腔压力大，为了使密封件和活塞杆表面保持接触应力，形成合理的油膜厚度，密封材质和结构的要求非常高。一般情况下，可以采用V形密封圈、O形密封圈、Y形密封圈与轴用Yx形密封圈和斯特封四种形式进行密封，根据不同的压力、密封件使用可靠性和经济性，选择最合适的密封形式。其中，第四种适用于高压和超高压的系统；第一种适用于低压系统；第二种和第三种适用于中压和中高压系统。
二、工程机械液压油缸公差配合选择
在实际生产中，工程机械液压油缸的公差配合选择，主要要考虑如下几个方面：
（一）最大极限间隙选定
在进行最大极限间隙的选定时，需要考虑的主要因素是密封圈是否会从间隙被挤出，造成密封圈的损害。随着系统压力不断升高，油缸之间的间隙会变小，同时，在高压油的作用下，油缸会发生膨胀，而形状公差会引起最大间隙出现不均匀情况，因此，液压油缸的最大间隙需要选定在临界间隙的50%和70%之间，以保证工程机械液压油缸的正常运转。
（二）最小极限间隙选定
在进行液压油缸的设计时，为了保证各部件之间的灵活运行，达到密封效果，要进行最小极限间隙的选定，同时考虑可靠性和经济性，以不断提高液压油缸的产品质量。在工程机械液压系统中，最小极限间隙必须比液压油中存在的比滤油器滤孔小的微粒直径要小，才能保证液压油缸的正常运行。与此同时，将零件之间的形状公差放在设计考虑的范围内，保证零件所取得精度等级偏差小于上述的最小极限间隙的50%，使油膜和油缸耦合零件之间的灵活性和滑动性得到可靠保障。
（三）合理间隙确定
根据上述情况，从经济学和可靠性方面来确定最合理的间隙，才能可以保证工程机械液压油缸的正常运转，延长油缸的使用寿命。一般情况下，液压缸内径采用的是H7或H8级配合，活塞杆要保持在导向套中进行滑动，采用H8/h7或H8/f7进行配合；活塞外径的精度采用的是f9级，而导向套外圆与端盖内孔的配合大部分情况下是H8/f7，内孔与活塞杆外圆的配合基本为H9/f9。在实际设计中，还要考虑胶料的硬度，尽量选择小的间隙，根据不同的工况选择密封圈，同时考虑制造的经济学和可靠性，对标准公差等级和形状公差进行适当调整，最终确定最合理的间隙。
三、结束语
总之，现代化建设中，对工程机械液压油缸密封型式和公差配合选择进行研究和分析，可以不断优化液压油缸设计，延长工程机械液压油缸的使用寿命。在选择合适的密封圈和间隙的同时，不断探索和创新密封材料和密封型式，才可以促进液压油缸产品质量不断提高。
参考文献：
[1]汤家荣.油缸密封结构的改造[J].林业机械与木工设备，2011，07：48-49.
[2]王金华，刘爱平.略谈工程机械用液压油缸密封[J].工业设计，2012，01：160.
[3]王红青，冯坤，邵灵敏.浅析煤矿用液压油缸的设计创新[J].中国科技投资，2012，24：140.
[4]赵光，马瑞永，秦家升.浅析工程机械变幅油缸异响原因及处理[J].建筑机械化，2010，12：70-71.
[5]纪绪.大吨位履带起重机液压系统的动态特性研究[D].吉林大学，2013.
【关键词】 工程机械；液压油缸；密封型式；公差配合；选择
在工程机械的运行过程中，液压油缸的作用是将具有较强压力的流体介质转换为机械力，并不断应用到各种产品的生产中，因此，工程机械液压油缸具有运转速度较快、行程长、易振动等特点，需要不断优化液压油缸设计，以有效避免漏油情况出现。
一、工程机械液压油缸密封型式选择
近年来，随着工程机械液压油缸密封技术不断改进，在进行液压油缸密封形式选择时，需要考虑因素主要有以下几个方面：
（一）活塞密封形式选择
根据我国工程机械的发展情况来看，活塞密封形式主要有以下几种：
1、活塞与缸壁直接接触并滑动，因此，活塞的密封由O形圈的压缩来完成。这种密封形式具有摩擦系数小、结构简单和密封性能较好的特点，但是，密封件的使用寿命较短、工艺要求较高，所以在低压液压系统中比较适用。
为了延长O形圈的使用寿命，对结构进行改造，使用双特槽密封装置进行密封，其中，双特槽密封圈是改进型材料，具有较强的抗磨性能，产生的摩擦力是普通O形圈的50%到80%，工作压力是四十兆帕左右，振动速度为每秒十五米左右，并且最高温度可达到二百二十五摄氏度，在工程机械液压油缸中得到了广泛应用。
2、在活塞上套一个耐磨的支承环，可以大大降低活塞的摩擦系数，从而延长液压油缸的使用寿命，而使用Y形或者YX形密封圈进行密封，适用于压力在20MPa以下、往复运动速度较高的情况下。
采用YX形密封圈进行密封，可以在任何情况的压强下进行运转，并且密封效果非常好。当压力不超过32MPa、温度在零下四十摄氏度和一百二十摄氏度之间、速度保持在每秒零点五米的时候，YX形的密封圈已逐渐取代了Y形密封圈，具有很好的密封效果。
3、采用V形密封圈和螺母来进行调整和补偿，以代替活塞的支承作用，从而达到活塞与缸壁脱离接触的目的，并且可以降低配合表面的工艺要求。这种密封形式适合在耐久性好、密封圈更换困难、压力不超过50MPa、液压油缸直径大和速度不高的情况下，可以取得很好的密封效果。
4、新型的密封形式，由抗磨的填充聚四氟乙烯圈和O形橡胶密封圈组成，可以很好的提高密封性能，达到减少摩擦力的目的。将斯来圈和格来圈相结合，可以大大延长使用寿命，不会产生爬行，可以在高压和超高压系统中应用，从而使活塞密封效果得到不断提高，因此，在工程机械液压油缸的设计中得到了广泛应用。
（二）液压油缸密封设计标准
在实际生产中，工程机械液压油缸的密封必须根据主机使用要求，在保证安全可靠的运行条件下，尽可能避免液压油缸漏油情况的出现，尤其是活塞杆的密封泄露现象。根据相关调查和研究发现，柔性动密封和配合运动的泄露和摩擦，是由其表面的油膜控制的，并且成正比关系，因此，液压油缸的密封，可以通过调整密封副耦合表面的压力和油膜状态来完成。
根据油膜厚度、压力、油液粘度、泄露值和活塞杆等之间的关系，在进行液压油缸的设计时，活塞部位的密封需要根据液压系统的额定工作压力和液压油缸大腔压力来选取；活塞杆部位的密封则要根据液压油缸小腔压力情况来进行设计。因此，在进行液压油缸的设计时要将密封件的使用寿命、具体的工况、活塞杆密封的初始最大過盈接触应力等进行全面考虑，以选择最合适的密封型式，保证泄露指标参数符合相关规定。
（三）活塞杆密封形式选择
在液压油缸中，活塞杆与缸盖之间的密封时滑动密封，活塞杆部压力比缸大腔压力大，为了使密封件和活塞杆表面保持接触应力，形成合理的油膜厚度，密封材质和结构的要求非常高。一般情况下，可以采用V形密封圈、O形密封圈、Y形密封圈与轴用Yx形密封圈和斯特封四种形式进行密封，根据不同的压力、密封件使用可靠性和经济性，选择最合适的密封形式。其中，第四种适用于高压和超高压的系统；第一种适用于低压系统；第二种和第三种适用于中压和中高压系统。
二、工程机械液压油缸公差配合选择
在实际生产中，工程机械液压油缸的公差配合选择，主要要考虑如下几个方面：
（一）最大极限间隙选定
在进行最大极限间隙的选定时，需要考虑的主要因素是密封圈是否会从间隙被挤出，造成密封圈的损害。随着系统压力不断升高，油缸之间的间隙会变小，同时，在高压油的作用下，油缸会发生膨胀，而形状公差会引起最大间隙出现不均匀情况，因此，液压油缸的最大间隙需要选定在临界间隙的50%和70%之间，以保证工程机械液压油缸的正常运转。
（二）最小极限间隙选定
在进行液压油缸的设计时，为了保证各部件之间的灵活运行，达到密封效果，要进行最小极限间隙的选定，同时考虑可靠性和经济性，以不断提高液压油缸的产品质量。在工程机械液压系统中，最小极限间隙必须比液压油中存在的比滤油器滤孔小的微粒直径要小，才能保证液压油缸的正常运行。与此同时，将零件之间的形状公差放在设计考虑的范围内，保证零件所取得精度等级偏差小于上述的最小极限间隙的50%，使油膜和油缸耦合零件之间的灵活性和滑动性得到可靠保障。
（三）合理间隙确定
根据上述情况，从经济学和可靠性方面来确定最合理的间隙，才能可以保证工程机械液压油缸的正常运转，延长油缸的使用寿命。一般情况下，液压缸内径采用的是H7或H8级配合，活塞杆要保持在导向套中进行滑动，采用H8/h7或H8/f7进行配合；活塞外径的精度采用的是f9级，而导向套外圆与端盖内孔的配合大部分情况下是H8/f7，内孔与活塞杆外圆的配合基本为H9/f9。在实际设计中，还要考虑胶料的硬度，尽量选择小的间隙，根据不同的工况选择密封圈，同时考虑制造的经济学和可靠性，对标准公差等级和形状公差进行适当调整，最终确定最合理的间隙。
三、结束语
总之，现代化建设中，对工程机械液压油缸密封型式和公差配合选择进行研究和分析，可以不断优化液压油缸设计，延长工程机械液压油缸的使用寿命。在选择合适的密封圈和间隙的同时，不断探索和创新密封材料和密封型式，才可以促进液压油缸产品质量不断提高。
参考文献：
[1]汤家荣.油缸密封结构的改造[J].林业机械与木工设备，2011，07：48-49.
[2]王金华，刘爱平.略谈工程机械用液压油缸密封[J].工业设计，2012，01：160.
[3]王红青，冯坤，邵灵敏.浅析煤矿用液压油缸的设计创新[J].中国科技投资，2012，24：140.
[4]赵光，马瑞永，秦家升.浅析工程机械变幅油缸异响原因及处理[J].建筑机械化，2010，12：70-71.
[5]纪绪.大吨位履带起重机液压系统的动态特性研究[D].吉林大学，2013.