我國液壓油缸密封支承材料選用探討

 液壓油缸是工程機械的主要執行部件，許多動作由油缸完成。支承襯套材料對油缸質量影響很大，常用作支承襯套的非金屬材料有尼龍1010和聚甲醛。 
      一、支承襯套的裝配部位和裝配間隙 
      1.支承襯套鑲在導向套(材料為球墨鑄鐵)內徑凹槽處，對活塞桿起導向及支承作用，其內徑與活塞桿外徑的最佳設計間隙為0.08-0.16mm。小于0.08mm時，活塞桿運動阻力大，油缸發顫，支承襯套磨損加快，嚴重時伴有異響，失去支承作用；間隙超過0.16mm時，則易與活塞桿發生偏磨，襯套單邊受力，導致油缸泄漏，活塞桿帶油。 
      2.支承襯套外徑與油缸缸筒內徑接觸，最佳設計間隙為0.1-0.19mm。小于0.1mm時，活塞桿運動阻力增大，不能保持勻速運動，油溫高時更為明顯。襯套起不到支承作用，活塞桿上的擋板或活塞外緣易劃傷缸筒內壁，嚴重時導致缸筒報廢。 
      可見，裝配間隙對油缸質量至關重要。裝配間隙應以支承襯套來調整，如圖1所示，支承襯套中調整裝配間隙的尺寸主要是B，公差要求為mm。        
     二、兩種材料的性能特點 
      尼龍1010的強度、剛性、耐熱性都較好，成型工藝性亦較好；吸水性和收縮率較大，尺寸穩定性差，受溫度影響較大，工作溫度范圍為-30-80℃。 
      聚甲醛是高熔點、高密度、結晶性線形聚合物，具有良好的綜合性能，抗拉強度、沖擊韌性、剛度、疲勞強度、抗蠕變性能和尺寸穩定性都很好，吸水性小，有很好的耐化學藥品能力和耐溶劑性，特別是有機溶劑和油脂。即使在高溫下，聚甲醛在一般有機溶劑中的重量變化量僅為0.3%-3%，尺寸變化僅為0.1%-1%。工作溫度一般為-40-140℃。缺點是加熱易分解，成型比尼龍困難。 
      三、兩種材料的應用范圍及加工方法 
      1.尼龍1010具有較高的硬度、剛度，加工工藝性較好，但受溫度影響較大。適用于工程機械、機床設備等受溫度影響較小的場合。 
      2.聚甲醛具有優異的機械性能，加之可采用熱塑性塑料通用的成型方法成型，使之在汽車工業、機械工業、電子工業、建筑材料等行業得到廣泛應用。聚甲醛還可代替銅、鋅、鋁等有色金屬制作結構零件。特別適于制作耐摩擦及承受高負荷的零件。 
      3.兩種材料均有較好的實用性和易加工性。用原始材料澆鑄成棒材或管材，用普通車床即可加工成型，成型后還可進行刮研等加工。因此，不僅適用于整機制造，也可用于設備維修。 
      四、襯套材料的選用依據 
      根據對上述兩種材料的特性分析可知，油缸的工作溫度是確定選用何種材料作支承襯套的主要依據。一般工作溫度下使用尼龍1010即可；經常在高溫下工作的油缸則應選用聚甲醛作支承襯套。我廠曾經制造過一批以尼龍1010作支承襯套的油缸，加工尺寸全部符合設計要求，裝配時的間隙調整也在設計范圍之內。油缸裝配完畢后嚴格按要求做了壓力試驗。但由于是在夏季生產，環境溫度較高，部分油缸出現活塞桿發顫、伴有異響等情況。 
      拆檢發現，尼龍支承襯套尺寸嚴重超差，直徑方向超過設計標準0.10mm。為了驗證這一結論的正確性，我們作了一個試驗。取幾只尺寸符合要求的尼龍1010支承襯套，放入一燒杯中，加足量水煮沸8-10h，取出測量，膨脹量均超過5%。后改用聚甲醛作支承襯套，油缸爬行、發顫及異響等現象均消除。