液压油缸密封支承材料的选用分析

   液压油缸是工程机械的主要执行部件，许多动作由油缸完成。支承衬套材料对油缸质量影响很大，常用作支承衬套的非金属材料有尼龙1010和聚甲醛。 
    一、支承衬套的装配部位和装配间隙 
    1.支承衬套镶在导向套（材料为球墨铸铁）内径凹槽处，对活塞杆起导向及支承作用，其内径与活塞杆外径的最佳设计间隙为0.08-0.16mm。小于0.08mm时，活塞杆运动阻力大，油缸发颤，支承衬套磨损加快，严重时伴有异响，失去支承作用；间隙超过0.16mm时，则易与活塞杆发生偏磨，衬套单边受力，导致油缸泄漏，活塞杆带油。 
    2.支承衬套外径与油缸缸筒内径接触，最佳设计间隙为0.1-0.19mm。小于0.1mm时，活塞杆运动阻力增大，不能保持匀速运动，油温高时更为明显。衬套起不到支承作用，活塞杆上的挡板或活塞外缘易划伤缸筒内壁，严重时导致缸筒报废。 
    可见，装配间隙对油缸质量至关重要。装配间隙应以支承衬套来调整，如图1所示，支承衬套中调整装配间隙的尺寸主要是B，公差要求为 mm。 
    二、两种材料的性能特点 
    尼龙1010的强度、刚性、耐热性都较好，成型工艺性亦较好；吸水性和收缩率较大，尺寸稳定性差，受温度影响较大，工作温度范围为-30-80℃。 
    聚甲醛是高熔点、高密度、结晶性线形聚合物，具有良好的综合性能，抗拉强度、冲击韧性、刚度、疲劳强度、抗蠕变性能和尺寸稳定性都很好，吸水性小，有很好的耐化学药品能力和耐溶剂性，特别是有机溶剂和油脂。即使在高温下，聚甲醛在一般有机溶剂中的重量变化量仅为0.3%-3%，尺寸变化仅为0.1%-1%。工作温度一般为-40－140℃。缺点是加热易分解，成型比尼龙困难。 
    三、两种材料的应用范围及加工方法 
    1．尼龙1010具有较高的硬度、刚度，加工工艺性较好，但受温度影响较大。适用于工程机械、机床设备等受温度影响较小的场合。 
    2.聚甲醛具有优异的机械性能，加之可采用热塑性塑料通用的成型方法成型，使之在汽车工业、机械工业、电子工业、建筑材料等行业得到广泛应用。聚甲醛还可代替铜、锌、铝等有色金属制作结构零件。特别适于制作耐摩擦及承受高负荷的零件。 
    3．两种材料均有较好的实用性和易加工性。用原始材料浇铸成棒材或管材，用普通车床即可加工成型，成型后还可进行刮研等加工。因此，不仅适用于整机制造，也可用于设备维修。 
    四、衬套材料的选用依据 
    根据对上述两种材料的特性分析可知，油缸的工作温度是确定选用何种材料作支承衬套的主要依据。一般工作温度下使用尼龙1010即可；经常在高温下工作的油缸则应选用聚甲醛作支承衬套。我厂曾经制造过一批以尼龙1010作支承衬套的油缸，加工尺寸全部符合设计要求，装配时的间隙调整也在设计范围之内。油缸装配完毕后严格按要求做了压力试验。但由于是在夏季生产，环境温度较高，部分油缸出现活塞杆发颤、伴有异响等情况。 
    拆检发现，尼龙支承衬套尺寸严重超差，直径方向超过设计标准0.10mm。为了验证这一结论的正确性，我们作了一个试验。取几只尺寸符合要求的尼龙1010支承衬套，放入一烧杯中，加足量水煮沸8-10h，取出测量，膨胀量均超过5%。后改用聚甲醛作支承衬套，油缸爬行、发颤及异响等现象均消除。