[其他]可预设计膨胀量的超高压密封膨胀环

说明书

本实用新型属于超高压液压技术领域。

在超高压液压技术中，为保证活塞与油缸间合理的间隙常在活塞上设置膨胀环（如图1），膨胀环外壁顶端处有一个台阶，其大小恰好能装一个密封件（如图2）。在膨胀环的内壁上作用有高压液体。在高压液体的作用下，迫使膨胀环随同其上的密封件一起作径向膨胀，以弥补液压缸膨胀造成的缸体——活塞间的间隙，这样可确保活塞的密封性能，并提高密封件寿命。从瑞典引进的1800T金刚石液压机的活塞上就采用了这种膨胀环。国内也有仿造。

使用这种膨胀环必须对膨胀量加以限制，否则在高压液体作用下膨胀环就会破坏。如上述瑞典液压机上的膨胀环由油缸体内壁加以限制。这样就使膨胀环外壁紧密地压紧在油缸内壁上，从而不能保证膨胀环与油缸间的合理间隙，尤其当活塞发生偏转时，造成活塞与缸壁间的不均匀接触，严重时引起干摩擦。

本实用新型的目的在于创造一种新型膨胀环，在高压液体的作用下能达到预先设计的膨胀量，不需油缸壁对其加以限制，从而保证膨胀环与油缸间的合理间隙。

我们采用一种新结构的高压密封膨胀环，其特点是加长了膨胀环外壁的台阶侧面。这样不仅在膨胀环的内壁全高度上，而且在其外壁的部份高度L₁上，即外壁台阶侧面上都作用着高压液体的压力（如图3）。利用内、外壁上的压力差来控制其膨胀量。

通过计算可得缸体内壁的平均膨胀量8，令膨胀环的外径膨胀量也为8，则可计算出膨胀环内外压的作用高度（L₁＋L₂）、L₁，以及 各部分的尺寸：r_i、r_o1、r_o2（见图3）。根据液压缸内壁之膨胀量来设计膨胀环的外径的膨胀量，便可实现活塞和缸体间合理的配合间隙，保证最佳运动状态，延长密封件寿命。并在各种情况下润滑油膜不致破坏。而目前的膨胀环由于本身无法控制其膨胀量而紧压于缸壁，不能保证合理的配合间隙。

图1为现有膨胀环在油缸中的装配关系示意图。

1为油缸底；2为高压腔；3为Y形密封圈；4为现有膨胀环；

5为活塞；6为缸体；7为低压腔；8为卸漏油孔。

由图1可清楚地看到膨胀环的内壁面上及上端面上作用着高压液体。

图2为现有膨胀环及其上端密封件的示意图。

图3为本实用新型——一种新型结构的膨胀环及密封件的示意图。

9为新型结构的膨胀环

图中：r_i为内径

r_o1为上半径

r_o2为下半径

r_c1为上平均半径

r_c2为下平均半径

α    为锥角

L₁为外压作用高度即外壁台阶侧面高度

L₂为无外压高度

由图3可看出在膨胀环的内壁全高度（L₁＋L₂）上及外壁部份高度L₁，即外壁台阶侧面高度L₁上均作用着高压液体。在膨胀环外壁下部有一个呈α角的锥面。设置α角的目的是防止由于膨胀环截面转动时引起的间隙不均匀。

实施例

10000T板料成型压机的膨胀环计算

膨胀环材质：铁铝青铜

许用应力〔σ〕＝30公斤／毫米²

弹性模具E＝1.1×10⁴公斤／毫米²

波桑比μ＝0.32

设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

则K²_o1＝（ 545/410 ）²＝1.767

K²_o2＝（ 565/410 ）²＝1.899

K_c1＝ 477.5/545 ＝0.8761