高端挖掘机杆密封系统由液压侧向外侧密封依次为缓冲圈、主密封和防尘圈。缓冲圈在主密封和液压腔之间形成一道屏障,隔绝高压油直接作用于主密封,从而降低主密封的使用寿命。它能将高达80Mpa的瞬间压力降低至20Mpa的平稳压力,还能吸收一部分热量,保证主密封的正常运行。主密封将从缓冲圈泄露的高温油密封,保证不泄露的同时还能形成一定的油膜厚度,对主密封自身和防尘圈起到润滑作用,避免干摩擦造成的异常焦烧和磨损。防尘圈防止外界的粉尘、水进入到液压系统,在某些低温环境,还需要防止杆附着的薄冰进入系统。中大型挖掘机的密封在一个长期耐高温110℃,短期120℃,瞬间压力80Mpa以上,常规工作压力40Mpa,频繁动作和长期作业的恶劣环境。
高端挖掘机杆密封系统由液压侧向外侧密封依次为缓冲圈、主密封和防尘圈。缓冲圈在主密封和液压腔之间形成一道屏障,隔绝高压油直接作用于主密封,从而降低主密封的使用寿命。它能将高达80Mpa的瞬间压力降低至20Mpa的平稳压力,还能吸收一部分热量,保证主密封的正常运行。主密封将从缓冲圈泄露的高温油密封,保证不泄露的同时还能形成一定的油膜厚度,对主密封自身和防尘圈起到润滑作用,避免干摩擦造成的异常焦烧和磨损。防尘圈防止外界的粉尘、水进入到液压系统,在某些低温环境,还需要防止杆附着的薄冰进入系统。中大型挖掘机的密封在一个长期耐高温110℃,短期120℃,瞬间压力80Mpa以上,常规工作压力40Mpa,频繁动作和长期作业的恶劣环境。
为了延长杆密封系统的寿命,要从耐热性、耐油性、耐磨性等材料特性的角度考虑,对杆密封、缓冲圈和防尘圈的各密封形式进行了材料的区分使用。其中,缓冲圈安装于最接近压力一侧,暴露于高压和高温的油中,因此必须使用强度和耐热性优异的材料。本技术采用邵氏A95硬度的耐热性聚氨酯(由耐热性多元醇和耐热型异氰酸酯得到的聚氨酯),此材料能适应110℃高温油,硬度和强度变化小。缓冲圈密封形式采用唇形结构和特殊的外侧唇口泄压设计,由主密封密封的液压油经由缓冲圈外侧唇口返回系统。主密封必须采用耐高温、耐油、低压缩永久变形率的耐热性聚氨酯(由耐油型和低压缩永久变形率的多元醇和耐热型异氰酸酯得到的聚氨酯),硬度邵氏A93,密封效果和安装性能都很优异。采用刮油性和高压密封效果好的唇形结构,并通过仿真优化结构设计,保证油膜的厚度及消除应力集中。本技术防尘圈采用邵氏A95硬度的耐热性聚氨酯,并非普通聚氨酯材料,耐热性聚氨酯保证防尘圈在极端工况下,不易出现焦烧。较高的硬度提升了刮尘和刮薄冰效果。防尘圈的结构设计特点是外圈骨架定位,并且靠近外界有密封唇,提升防尘圈防水能力。防尘唇口特殊的结构设计,保证防尘的同时,不会破坏油膜厚度。
本技术是针对高端挖掘机油缸系统的一整套密封方案,国外品牌NOK已经在挖掘机杆密封系统更新了至少4代产品,材料上都是向更耐高温、更低压缩永久变形率方向提升,结构上都是为了控制油膜的厚度。本技术方案与国外品牌技术目标一致,但采用不同的技术方案,具有国际领先的水平,能够成为三一、中联、徐工等国内工程机械领先企业的首选本土方案。