Y型密封圈知识专题.docx

Y形密封圈的截面呈Y形，是一种典型的唇形密封圈。因其使用寿命和密封性能均高于O形密封圈，而广泛应用于往复动密封装置中。但其断面尺寸大于 O 形密封圈，所以安装沟槽尺寸较大，为了便于安装有时需使用分割式沟槽。 本专题总结了Y形密封圈的基础知识，包括Y形密封圈简介、Y形密封圈密封原理、Y形密封圈的分类、Y形密封圈特点及优缺点、Y形密封圈常用材料、Y形密封圈主要性能等。详细讲解了Y形密封圈失效原因、Y形密封圈的适用范围、Y形密封圈常用标准等内容。比较了Y形圈与形圈的优缺点及应用范围。什么是Y形密封圈？Y形密封圈分为哪几类？ Y形密封圈的截面呈Y形，是一种典型的唇形密封圈。 按其截面的高、宽比例不同，可分为宽型、窄型、Yx型等几类； 若按两唇的高度是否相等，则可分为轴、孔通用型的等高唇Y形密封圈和不等高唇的轴用Y形密封圈和孔用Y形密封圈。Y形密封圈截面图Y形密封圈截面为Y形，因此称为Y形圈Y形圈的运用范围？ Y形密封圈广泛应用于往复动密封装置中，其使用寿命高于O型密封圈。Y型密封圈的适用工作压力不大于40MPa，工作温度为-3080； 工作速度范围：采用丁睛橡胶制作时为 0. 010. 6m/s;采用氟橡胶制作时，为0.050.3m/s;采用聚氨酯橡胶制作时，则为 0.01lm/s。Y型密封圈的密封性能、使用寿命及不同挡圈时的工作压力极限，都以聚氨酯橡胶材质为佳。Y形密封圈有哪些特点？（1）密封性能可靠（2）摩擦阻力小，运动平稳。（3）耐压性好，使用压力范围广。（4）结构简单，价格低廉。（5）安装方便。Y形密封圈形圈有什么缺点？（1）Y形密封圈主要缺点是只能单向起作用，活塞类的双向密封需使用一对Y形密封圈，增加了轴向尺寸；（2）普通Y形密封圈的断面尺寸大于 O 形密封圈，所以安装沟槽尺寸较大，为了便于安装有时需使用分割式沟槽。现在许多国家开发了小断面尺寸 Y 形圈，尺寸与安装问题正在逐步改善。Y形密封圈主要性能 Y形密封圈是液压气动系统中往复运动密封装置常用的密封件，其使用寿命和密封性能均高于O形密封圈。Y形圈唇部比单一的V 形密封圈宽，因此密封性能更好，只需使用一个，所以摩擦力小于V 形密封圈。Y形密封圈可以通过 改变断面结构和尺寸来适应压力和密封性能的要求。Y形密封圈适用工作压力不 大于40MPa;工作温度-3080;工作速度范围;用丁腈橡胶制作时为0.010.6m/s，采用聚氨酯橡胶制作时则为0.050.1m/s。Y形密封圈最常用的材料 Y形密封圈最常用的材料是聚氨酯橡胶，聚氨酯橡胶Y形密封圈的密封性能好，使用寿命及使用不同挡圈时的工作压力极限均较高。O形密封圈和Y形密封圈的对比O形密封圈Y形密封圈优点密封圈端面尺寸小，安装沟槽可设计为整体式沟槽；沟槽加工及密封圈安装容易；可双向密封密封性好；低压时摩擦力小；少量磨损后可自动补偿，使用寿命长缺点密封性较差；容易产生翻滚、扭转，造成破损；低压时摩擦力大；摩擦余量减小，直接影响密封性；单向起作用，密封双向流体时需用一对密封圈，密封结构复杂，尺寸大。两个密封圈之间可能产生困油，引起逆压破损。密封端面尺寸大，要开分割式安装沟槽，沟槽加工复杂。主要用途尺寸小的滑阀；允许少量泄漏的活塞和活塞杆密封适用于对密封综合性能要求高的活塞和活塞杆的密封Y形密封圈安装注意事项（1）孔或轴的端部必须倒角，如倒30角，以防密封圈唇边在安装时损坏。（2）如活塞杆头部的螺纹或退刀槽的直径与活塞杆的直径相同，应使用专用套筒安装，也可在螺纹部分缠绕胶布后进行安装。（3） 应尽量避免在密封圈通过的缸内壁或活塞杆上开设压力油孔。若密封圈必须通过有孔部分，为防止密封圈损坏，应将这些孔的边缘倒角或倒圆。（4） 为减少装配阻力，应将唇形圈与装入部位涂敷润滑脂或工作油。（5）安装密封圈时，应防止带入铁屑，砂土，棉纱或其他杂物;并要彻底清洗密封偶件、沟槽。Y形密封圈密封原理 Y形密封圈依靠其张开的唇边贴于密封副偶合面。无内压时，仅仅因唇尖的变形而产生很小的接触压力。在密封的情况下，与密封介质接触的每一点上均有 与介质压力相等的法向压力，所以唇形圈底部将受到轴向压缩，唇部受到周向压 缩，与密封面接触变宽，同时接触应力增加。当内压再升高时，接触压力的分布 形式和大小进一步改变，唇部与密封面配合更紧密，所以密封性更好，这就是Y 形圈的“自封作用”。由于这种自封作用，一个Y 形圈能有效的封住32MPa 的高压。压力赋能型密封的有效密封压力等于预压力与流体压力之和。Y形密封圈 通过唇边的作用将流体压力有效作用于密封，其预压力可以降到很小值，并且流 体压力越高，预压力的效用越小，在高压场合，预压力的作用可以忽略不计。这 时降低密封摩擦力是有利的，因为密封摩擦力与密封接触压力成正比。所以Y 形密封圈在保证密封的同时，摩擦力小于挤压型密封。Y 形密封圈主要用于往复密封，由其工作原理可知，Y 形圈安装时，唇口要对着压力高的一侧，才能发挥作用，所以Y 形密封圈只能单向起作用。当偶合件以工作速度作相对运动时，在密封唇与滑移面之间形成一层密封油 膜，油膜的存在可改善密封圈的摩擦条件，减小磨损;油膜在气动密封中起密封 作用。在液压元件的往复运动中，运动件伸出与缩进时油膜厚度是不同的，这一 油膜厚度差积聚会造成泄漏。所以，Y 形圈正常工作时，也有极少量泄漏发生， 当往复速度大时，泄漏量大。这是因为往复速度大时，往复次数变得很频繁，同 时油膜的流体动力作用使油膜厚度增加，形成了油膜的快速积聚作用。当工作油 的粘度增大时，油膜厚度因此增加，往复速度所造成的泄漏量也增大。但是由于 液压油的粘度随着温度的升高而降低，所以液压设备在低温下启动时，运动开始 时的泄漏较大，随着运动过程中因各种损失引起温度升高，泄漏量会逐渐减少。活塞在往复形成中的泄漏情况是不同的。当内压较低时，抽出行程中的泄漏 量随内压增大而增大;压入行程中随内压增大而减小。当内压足够大时(约大于7.5MPa)，泄漏不再随内压而变化。当Y 形密封圈内压p1 较低时，摩擦力随内压增大而增大。当内压足够大时，摩擦力不再有很大变化。如润滑良好，甚至有下降趋势。国外关于Y 形圈的起 动摩擦试验结果表明起动摩擦与停车时间关系不大，这是与O 形圈最大的区别。这对于断续运动的机械是极为有利的。同时在内压较低时，起动摩擦随内压得增 大而增大，当内压超过5MPa 时，起动摩擦将与内压无关。所以对于高压断续的 机械，不会有起动摩擦过大的问题。密封唇边磨损后，因介质压力的作用，唇边具有一定的自动补偿能力。Y形密封圈主要失效原因及其解决措施 （1） 间隙咬伤Y形密封圈的间隙咬伤现象与原因与O形圈的类似，发生在根部。同样，解决措施是：根据工作压力限制密封间隙、正确选用Y 形圈材料。对工作压力 大于16MPa 的Y 形密封圈，应设置挡圈或使用根部镶有挡圈的专用密封圈。挡 圈通常使用刚性较高的塑料材料，如聚四氟乙烯，聚酰胺等。（2） 逆压损坏Y 形密封圈作为双作用活塞缸的活塞用密封时，必须成对使用，以封住两个方向的高压流体。这样在活塞上两个背靠背的唇型圈之间，或在液压缸活塞杆与 导套中间的两个唇型圈之间就会逐渐渗入流体形成蓄压。在工作压力卸去时，或 往复运动中蓄压压力高于工作压力时，Y 形密封圈在安装槽内就会从根部被反向 挤压，其唇尖被挤入缸筒和活塞之间的缝隙内被夹破，造成逆压损坏。逆压损坏的防止措施是：()、在活塞上开小孔释放蓄压。当工作压力卸去时，通过小孔可以引出被困流体，释放蓄压。()、设置支撑环。支撑环作用在活塞用Y 形圈的两唇之间，顶住Y 形圈， 使之不能轴向窜动，不被反向挤出。此外，凹槽部位开置数个沿圆周均布的导油孔，以利于压力介质通过小孔作用于Y 形密封圈的凹部，撑开Y 形密封圈的双唇;同时避免造成背压，使困油排油流畅，保持Y 形圈密封姿势。这一措施对 防止Y形圈逆压损坏效果更好。（3） 翻转 如果运动时摩擦力产生的外力矩大于密封圈本身的抗扭能力，密封圈就会整周翻转或局部翻转，丧失密封能力。为防止密封翻转，可提高胶料硬度或采用支 撑环。设置支撑环对防止Y 形密封圈在安转槽内的各种错位均有较好的效果。Y 形密封圈镶嵌挡圈后也能抑制翻转。（4） 根部磨损密封圈根部磨损严重时会引起泄漏。根部磨损的主要原因是过盈量太大，产生较大的摩擦力及干摩擦所致。因此，必须注意密封圈的内径尺寸与孔轴及沟槽尺寸的关系。对轴用Y 形密封圈，其内径d1 宜大于轴径d2;其外径D1 宜大于沟槽底径 D2;对孔用Y 形密封圈，其内径d3 宜小于沟槽内径d4;其外径D3 宜小于缸径 D4。即Y形密封圈与沟槽底部要压紧，与被密封滑移面有一定间隙;滑移面的 密封接触应力靠被密封介质工作压力作用在Y 形圈唇边上获得。密封圈的磨损还与滑动表面的粗糙度有关，粗糙表面加速密封圈的磨损;还 与加工方法有关。例如，同一级粗糙度的抛光轴对密封圈的磨损要比磨光轴小得 多。（5） 异常声液压缸在高压低速情况下工作时，有时会发生“辟里，辟里”的响声。其原因是Y 形密封圈沿轴或缸内壁滑动时，橡胶与金属接触面出现短暂的附着脱离附着脱离现象，这会使密封装置的寿命降低。其解决方法是：降低橡胶的摩擦系数，使密封接触面始终保持润滑油膜;还应注意工作介质或润滑剂的黏度不要过低的。（6） 尘埃损伤泥水，尘埃和砂石等侵入液压缸，往往会使密封圈产生异常磨耗，应在活塞杆外伸端设置防尘圈，并保证防尘效果，以防有害杂质进入液压缸。Y形密封圈相关标准HG 4-335-1966 Y形橡胶密封圈JB/ZQ 4264-2006 孔用Yx型密封圈JB/ZQ 4265-2006 轴用Yx型密封圈