氣動技術論文

氣動技術論文

　　氣動技術是實現(xiàn)現(xiàn)代化傳動與控制的關鍵技術之一，下面是由學習啦小編整理的氣動技術論文，謝謝你的閱讀。

　　氣動技術論文篇一

　　芻議液壓氣動密封技術的發(fā)展

　　摘要： 液壓氣動密封技術是機械工程領域的核心技術之一，其發(fā)展備受人們的關注。本文首先對液壓氣動密封技術進行概述，然后分析此前國內(nèi)外液壓氣動密封技術發(fā)展的成果、存在的問題，最后對相關新液壓氣動密封技術進行介紹，希望能對相關人士起到一定的幫助作用。

　　關鍵詞： 液壓氣動;密封;發(fā)展

　　0 引言

　　科學技術水平的提升，之所以改變了人類的生產(chǎn)生活面貌，最主要的原因就是相關工業(yè)領域的科學技術水平的不斷完善，促進人類工業(yè)化進程的高速發(fā)展，提升了人類社會改造自然的能力，創(chuàng)造適宜生產(chǎn)生活環(huán)境的能力。在工業(yè)化快速發(fā)展的過程中，密封技術和液壓氣動技術作為實現(xiàn)工業(yè)向現(xiàn)代化的動力與控制方面前進的關鍵技術之一，它的水平高低對于機電產(chǎn)品的品質(zhì)和質(zhì)量有著直接的影響。隨著我國社會主義現(xiàn)代化建設不斷取得新的突破和成就，液壓氣動密封技術在這個過程中發(fā)揮了無法估量的作用。目前，我國和世界上其他國家一樣，對于氣動密封技術的發(fā)展也是十分的重視，整個液壓氣動密封工業(yè)的發(fā)展速度遠遠高于機械制造工業(yè)的發(fā)展速度。對于液壓氣動密封技術的發(fā)展情況以及趨勢，現(xiàn)在還鮮有人進行研究和總結，在此，筆者結合自身工作經(jīng)歷以及對這個行業(yè)的發(fā)展的了解，對液壓氣動密封技術的發(fā)展做簡要的討論，對于促進我國液壓氣動密封行業(yè)的發(fā)展具有一定的意義。

　　1 液壓氣動密封技術概述

　　當前，機械領域的自動化技術正在飛速發(fā)展，許多的機械設備都采用了先進的自動控制技術，生產(chǎn)線的自動化水平越來越高。在生產(chǎn)線的自動化發(fā)展過程中，液壓、氣動技術的兩個學科分支飛速發(fā)展，加速了其實際生產(chǎn)中的應用，在這些液壓、氣動技術的發(fā)展中，有一項核心技術直接決定液壓氣動技術的應用水平，那就是密封技術。對于液壓氣動過程中，采用的密封技術，能夠有效地防治液壓缸和氣壓缸等相關部件的油、氣和水的泄漏，保證機械設備的安全運行，提高機械產(chǎn)品的工作效果，對于節(jié)約能源和保護環(huán)境具有重要的意義。

　　在液壓氣動密封技術的發(fā)展過程中，各項基礎工業(yè)的加強，各種機電產(chǎn)品的發(fā)展日新月異，產(chǎn)品的使用環(huán)境也越來越苛刻，對于氣動密封技術也提出了更高的要求。如：汽車的發(fā)動機越來越追求小型化、功率大型化、高效化，轉動的速度越來越快，發(fā)動機的溫度越來越高，新型的燃油、潤滑油和各種強腐蝕性的添加劑的應用，對于液壓氣動技術的要求越來越高，與之相關的核心技術――密封技術的要求顯然會更進一步的增大;我國深海石油鉆探技術目前不斷發(fā)展，沙漠地區(qū)的石油開采也在如火如荼進行，由于待開采的原油處于地底較深位置，溫度壓力隨著深度的加深，越來越高，另外，原油成分復雜，密封件還需耐強酸、強堿以及各種腐蝕性的抑制劑的侵蝕;冶金行業(yè)的高速線材軋機等高速運轉機械對密封提出了更高的要求。另外，當前的液壓傳動和控制技術的發(fā)展趨勢是控制水平更高、定位精度更好?；诖耍笠簤簹鈩友b置的密封件具有很低而且非常穩(wěn)定的摩擦阻力，在低壓和低速下，要求密封件具有很低的摩擦系數(shù)，能夠在低速的工況下，維持平穩(wěn)的運動，無“爬行”現(xiàn)象，而且，在高頻率的運轉下，需要密封件具有較高的壽命。另外，傳動介質(zhì)的水性化，對于密封系統(tǒng)帶來了越來越多的問題。因此，液壓氣動密封技術必須加快研究步伐，不斷地發(fā)展新型密封材料和新型密封系統(tǒng)。

　　2 國內(nèi)外液壓氣動密封技術及存在的問題

　　在液壓、氣壓技術的發(fā)展過程中，密封技術也在不斷地發(fā)展前進。在幾百年的發(fā)展過程中，國內(nèi)外采用的密封技術主要是活塞密封，這種密封技術主要有兩個類別：

　?、僖揽總鲃咏橘|(zhì)的壓力對密封元件的張口唇口進行擠壓，從而產(chǎn)生徑向的力，達到密封的目的，這類密封一般采取的是Yx型密封圈。對于唇口型的密封圈，由于是利用介質(zhì)壓力進行擠壓，因此壓球唇口的張口方向要迎著介質(zhì)的壓力方向，當介質(zhì)壓力上升推動活塞桿運動時，唇口部分受到的壓力也最大，唇口部分的磨損也較大，導致密封效果急劇下降，嚴重的造成缸壁的損壞。這是采用唇口密封圈存在的結構上的致命弱點，也是限制其使用壽命的根本原因。

　?、谝揽肯鹉z密封圈的彈性變形產(chǎn)生的徑向壓力實現(xiàn)密封。這種密封是依據(jù)橡膠密封圈的彈性變形產(chǎn)生的徑向壓力從而達到密封效果的。這類密封技術主要依靠O形圈和以O型圈為彈性載體的組合密封圈。這類密封圈主要是依據(jù)活塞運動時，對密封圈施加加緊預緊力使其產(chǎn)生彈性形變而產(chǎn)生徑向力，使密封圈貼緊缸面，從而實現(xiàn)密封。對于橡膠密封圈結構的密封，由于存在著較大的預緊力，在使用時，對于單件密封的O型圈的磨損較大，現(xiàn)在一般采用組合件密封。但是，即使是采用了組合件密封，由于密封圈在其中處于形變狀態(tài)，橡膠圈在這個過程中，會很快的失去彈性，非常容易發(fā)生老化，此外，由于O型的橡膠圈，采取的是實心結構，傳動裝置在運動時，橡膠圈與缸面或者活塞桿表面的摩擦產(chǎn)生大量的熱量，這些熱量聚集在密封圈體內(nèi)，無法及時散去，加快了橡膠圈的老化，因此，這種使用情況的密封圈的壽命也較短。

　　3 新型液壓氣動密封技術及其發(fā)展

　　在現(xiàn)代工業(yè)飛速發(fā)展的今天，對于液壓氣動密封技術提出了更高的要求，而傳統(tǒng)的液壓氣動密封技術由于存在著不可調(diào)和的矛盾，勢必要被新技術所取代。如下，將介紹幾種新型密封技術，并對相關技術未來的發(fā)展做一些簡短的論述。

　　3.1 內(nèi)腔介質(zhì)壓力自補償密封技術

　　對于傳統(tǒng)的密封技術，由于介質(zhì)需要承受較大的徑向力容易損壞。內(nèi)腔介質(zhì)壓力自補償型密封技術的出現(xiàn)，能夠有效地解決這方面的問題。這種技術是依靠介質(zhì)從內(nèi)腔對密封圈實體進行擠壓而實現(xiàn)密封，大大降低了密封圈和介質(zhì)之間的直接壓力，突破了傳統(tǒng)唇口型結構的密封裝置的弱點。

　　內(nèi)腔介質(zhì)壓力自補償型密封技術中利用密封圈、缸體活塞桿上的溝槽或者是端蓋上的溝槽形成介質(zhì)工作的內(nèi)腔，如果內(nèi)腔介質(zhì)的壓力上升，使活塞桿受到推力作用而運動時，介質(zhì)的壓力通過那些存在于活塞桿或者端蓋上的軸向或者徑向的小孔傳送至介質(zhì)工作的內(nèi)腔，對密封圈體進行擠壓，從而使密封圈的工作面貼緊缸面或者活塞桿表面，從而實現(xiàn)密封。采用這樣的密封技術，如果介質(zhì)的壓力越來越大，則密封圈的徑向擠壓膨脹力越大，因而密封效果越好。對于缸體材料和密封圈所承受的壓力范圍內(nèi)，內(nèi)腔介質(zhì)壓力自動補償技術能夠獲得最好的密封效果。 　　采用內(nèi)腔介質(zhì)壓力自補償密封技術，與傳統(tǒng)的唇口型密封圈密封技術相比，由于介質(zhì)的壓力是從內(nèi)腔擠壓密封圈體，達到密封的目的，不存在張口磨損，圈體的使用壽命較長。另外，由于采用的這種新型的密封技術，在密封圈工作面上有多道凸臺，這些凸臺與唇口的作用類似，但是由于凸臺有多道，因此相當于有多道唇口，這些唇口形成多重迷宮式的密封，這樣使得密封件能夠承受較高的壓力、沖擊力和較短的密封周期，密封的效果和穩(wěn)定性都是傳統(tǒng)的密封技術無法比擬的。

　　采用內(nèi)腔介質(zhì)壓力自補償密封技術，與傳統(tǒng)的O型密封圈密封技術相比，由于內(nèi)腔介質(zhì)壓力自補償型密封圈在壓力較低時，完全處于放松狀態(tài)，即使是高壓狀態(tài)，由于介質(zhì)的擠壓對密封圈而言，是比較均勻的，產(chǎn)生的形變比較小，因此，只要選擇的密封圈材料適宜，所用介質(zhì)穩(wěn)定，采用內(nèi)腔介質(zhì)壓力自補償技術，能夠使密封圈長時間穩(wěn)定使用，整個密封效果也能較長時間維持。

　　3.2 海洋機械密封技術

　　對于前文所述的，海洋鉆探機械，就需要大量的采用液壓氣動技術，這樣，密封技術就必不可少。考慮到海洋的特殊環(huán)境，目前，這方面采用的密封技術，除了O型圈密封技術以外，還廣泛地采用機械密封技術。

　　海洋機械所采用的機械密封裝置，主要是用作旋轉設備的軸封裝置。其具體的結構如圖1所示。

　　從圖1可以看出，軸帶動環(huán)旋轉，靜環(huán)固定不動，依靠靜環(huán)和動環(huán)之間的接觸斷面的滑動摩擦而保持密封。如果這種密封裝置在使用過程中，端面出現(xiàn)磨損，彈簧將推動動環(huán)使動環(huán)和靜環(huán)之間的端面緊密貼合而無間隙。在這種密封技術中，也會加裝O型圈，加強密封效果。這主要是因為靜環(huán)與殼體之間以及動環(huán)與軸之間存在間隙，介質(zhì)容易泄漏，為了防止這些部位的泄漏，才加裝的O型圈。

　　在這些海洋機械中，由于液壓氣動密封采用了機械密封的技術，使得密封性能得到有效的保證，而且泄漏量極小，這種方式的密封技術能夠適應高速、高溫、高壓、低溫、腐蝕性介質(zhì)等各種惡劣工況條件。此外，為了進一步提升這種密封技術的效果，有時候會在液壓系統(tǒng)中加裝補償器，以達到防止海水滲入液壓系統(tǒng)的目的。

　　對于海洋采油機械而言，由于水下機器人采用的液壓系統(tǒng)通常是由油源、多個閥件、多個執(zhí)行器通過許多管路相連接，如果一處環(huán)節(jié)的密封措施不到位，都會對整個系統(tǒng)帶來危害。加裝壓力補償器，不僅能夠補償油介質(zhì)由于溫度、下潛深度等各種因素的影響而產(chǎn)生的油液體積變化，還主要能夠用于平衡內(nèi)外壓力，使系統(tǒng)的內(nèi)壓與工作水深處的外壓相當或者稍高，這樣系統(tǒng)即使存在泄漏，也只會由裝置內(nèi)向裝置外泄漏，防止海水滲入液壓系統(tǒng)。

　　4 總結

　　對于機械工程領域，由于液壓氣動技術的存在，并結合計算機技術、通信技術等，使得現(xiàn)代的自動化控制技術得到空前的發(fā)展。在這一過程中，液壓氣動密封技術占有舉足輕重的地位，本文對機械領域的液壓氣動的密封技術進行論述，簡要討論相關技術的發(fā)展，希望能夠促進相關專家、學者和使用者的重視。對于未來的液壓氣動密封技術而言，朝著更加高效和實用的方向發(fā)展是一種趨勢，也是必然的結果。

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