[其他]可預設計膨脹量的超高壓密封膨脹環

無效

• 申請號: 85203618
• 申請日: 1985-09-04
• 公開（公告）號: CN85203618U
• 公開（公告）日: 1986-05-07
• 發明（設計）人: 顏永年;俞新陸;郭和德;黃志儉
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: F16J9/20
• 分類號: F16J9/20
• 代理公司: 清華大學專利事務所
• 代理人: 何堅勇,寥元秋

本實用新型屬于超高壓液壓技術領域。

在超高壓液壓技術中，為保證活塞與油缸間合理的間隙常在活塞上設置膨脹環（如圖1），膨脹環外壁頂端處有一個臺階，其大小恰好能裝一個密封件（如圖2）。在膨脹環的內壁上作用有高壓液體。在高壓液體的作用下，迫使膨脹環隨同其上的密封件一起作徑向膨脹，以彌補液壓缸膨脹造成的缸體——活塞間的間隙，這樣可確保活塞的密封性能，并提高密封件壽命。從瑞典引進的1800T金剛石液壓機的活塞上就采用了這種膨脹環。國內也有仿造。

使用這種膨脹環必須對膨脹量加以限制，否則在高壓液體作用下膨脹環就會破壞。如上述瑞典液壓機上的膨脹環由油缸體內壁加以限制。這樣就使膨脹環外壁緊密地壓緊在油缸內壁上，從而不能保證膨脹環與油缸間的合理間隙，尤其當活塞發生偏轉時，造成活塞與缸壁間的不均勻接觸，嚴重時引起干摩擦。

本實用新型的目的在于創造一種新型膨脹環，在高壓液體的作用下能達到預先設計的膨脹量，不需油缸壁對其加以限制，從而保證膨脹環與油缸間的合理間隙。

我們采用一種新結構的高壓密封膨脹環，其特點是加長了膨脹環外壁的臺階側面。這樣不僅在膨脹環的內壁全高度上，而且在其外壁的部份高度L₁上，即外壁臺階側面上都作用著高壓液體的壓力（如圖3）。利用內、外壁上的壓力差來控制其膨脹量。

通過計算可得缸體內壁的平均膨脹量8，令膨脹環的外徑膨脹量也為8，則可計算出膨脹環內外壓的作用高度（L₁＋L₂）、L₁，以及 各部分的尺寸：r_i、r_o1、r_o2（見圖3）。根據液壓缸內壁之膨脹量來設計膨脹環的外徑的膨脹量，便可實現活塞和缸體間合理的配合間隙，保證最佳運動狀態，延長密封件壽命。并在各種情況下潤滑油膜不致破壞。而目前的膨脹環由于本身無法控制其膨脹量而緊壓于缸壁，不能保證合理的配合間隙。

圖1為現有膨脹環在油缸中的裝配關系示意圖。

1為油缸底；2為高壓腔；3為Y形密封圈；4為現有膨脹環；

5為活塞；6為缸體；7為低壓腔；8為卸漏油孔。

由圖1可清楚地看到膨脹環的內壁面上及上端面上作用著高壓液體。

圖2為現有膨脹環及其上端密封件的示意圖。

圖3為本實用新型——一種新型結構的膨脹環及密封件的示意圖。

9為新型結構的膨脹環

圖中：r_i為內徑

r_o1為上半徑

r_o2為下半徑

r_c1為上平均半徑

r_c2為下平均半徑

α????為錐角

L₁為外壓作用高度即外壁臺階側面高度

L₂為無外壓高度

由圖3可看出在膨脹環的內壁全高度（L₁＋L₂）上及外壁部份高度L₁，即外壁臺階側面高度L₁上均作用著高壓液體。在膨脹環外壁下部有一個呈α角的錐面。設置α角的目的是防止由于膨脹環截面轉動時引起的間隙不均勻。

實施例

10000T板料成型壓機的膨脹環計算

膨脹環材質：鐵鋁青銅

許用應力〔σ〕＝30公斤／毫米²

彈性模具E＝1.1×10⁴公斤／毫米²

波桑比μ＝0.32

設r_o1＝545毫米，r_o2＝565毫米，r_i＝410毫米

r_c1＝ (410＋545)/2 ＝477.5毫米

r_c2＝ (410＋545)/2 ＝＝487.5毫米

L₁＝65毫米， L₂＝59毫米

則K²_o1＝（ 545/410 ）²＝1.767

K²_o2＝（ 565/410 ）²＝1.899

K_c1＝ 477.5/545 ＝0.8761