一种高温工况下的液压缸活塞密封装置的制作方法

本发明涉及一种高温工况下的液压缸活塞密封装置，尤其涉及一种通过在活塞凹槽内嵌入恒范钢片，防止活塞膨胀卡缸；通过在弹性圈上并排安装氟橡胶材料的密封圈A和密封圈B，实现高温密封；通过铝合金活塞来及时散热，属于液压缸活塞耐高温密封的技术研发领域。

背景技术：
液压缸利用活塞的直线往复运动将液压能转变为机械能。但在高温工况下，部分液压缸易出现活塞热膨胀变形、卡缸的现象,甚至出现活塞密封失效而引起内泄漏，从而降低液压缸的使用性能。因此，针对现有部分液压缸活塞在高温工况下易出现膨胀变形、卡缸及密封失效等问题，应从液压缸活塞的结构及密封装置上进行综合考虑，设计出一种耐高温的活塞密封装置。

技术实现要素：
本发明针对现有部分液压缸活塞在高温工况下易出现膨胀变形、卡缸及密封失效等问题，提供了一种可有效解决上述问题的一种高温工况下的液压缸活塞密封装置。本发明的一种高温工况下的液压缸活塞密封装置采用以下技术方案：一种高温工况下的液压缸活塞密封装置，主要包括活塞、恒范钢片、密封圈A、密封圈B、弹性圈和活塞杆，活塞杆头端设有轴肩和外螺纹，且由内到外依次安装有弹性挡圈、活塞、弹性垫圈和锁紧螺母，恒范钢片、弹性圈、密封圈A和密封圈B依次安装在在活塞凹槽内；所述活塞采用铝合金，活塞外侧面开有3个凹槽；所述恒范钢片为含镍33%～36%的低碳铁镍合金，恒范钢片截面为“U”形且嵌入活塞凹槽内；所述弹性圈采用普通橡胶材料，其截面为矩形且安装在恒范钢片上；所述密封圈A和密封圈B采用氟橡胶材料，其截面为矩形且并排安装在弹性圈上。本发明将活塞采用铝合金，通过铝合金导热性好的优点，使得高温工作下的活塞能及时散热。本发明在活塞凹槽内嵌入恒范钢片，通过这种设计抑制活塞膨胀、防止卡缸，即利用低膨胀系数的恒范钢片来牵制膨胀系数大的活塞的变形量。如在高温工况下，虽然铝合金的活塞具有较好的热传导性，能使活塞及时散热，但持续的高温可能会使活塞凹槽两侧的活塞外凸起A、或活塞内凸起A、或活塞内凸起B、或活塞外凸起B局部膨胀，引起活塞卡缸，降低液压缸的使用性能，而凹槽内嵌入的恒范钢片起到双金属效应，恒范钢片膨胀系数低，仅为铝合金的1/10，在铝合金膨胀变形时，变形很小的恒范钢片可阻碍铝合金活塞的变形，从而起到抑制活塞膨胀、防止出现卡缸现象。本发明在活塞密封处采用氟橡胶材料的密封圈A和密封圈B，通过氟橡胶材料的密封圈实现液压缸在高温工况下的密封，这是由于氟橡胶的耐高温性优于硅橡胶，其使用温度可达250℃；而并排的双密封设计，可利用密封圈A和密封圈B间的摩擦，将密封圈A或密封圈B的弹性能以摩擦热能的形式消耗，消除密封圈A或密封圈B因弹性变形而降低密封效果；此外，在密封圈A和密封圈B下安装普通橡胶材料的弹性圈，起到通过弹性圈的弹性变形及摩擦生热来消除密封圈A或密封圈B的变形。本发明的有益效果是：通过在活塞凹槽内嵌入恒范钢片，防止活塞膨胀卡缸；通过在弹性圈上并排安装氟橡胶材料的密封圈A和密封圈B，实现高温密封；通过铝合金活塞来及时散热。附图说明图1是本发明的整体结构示意图。图2是本发明活塞密封处的局部放大示意图。其中：1、锁紧螺母，2、缸筒，3、弹性垫圈，4、密封圈A，5、密封圈B，6、弹性圈，7、恒范钢片，8、活塞，9、弹性挡圈，10、活塞杆，11、活塞外凸起A，12、活塞内凸起A，13、活塞内凸起B，14、活塞外凸起B。具体实施方式实施例：如图1所示，本发明的一种高温工况下的液压缸活塞密封装置，主要包括活塞8、恒范钢片7、密封圈A4、密封圈B5、弹性圈6和活塞杆10，活塞杆10头端设有轴肩和外螺纹，且由内到外依次安装有弹性挡圈9、活塞8、弹性垫圈3和锁紧螺母1，恒范钢片7、弹性圈6、密封圈A4和密封圈B5依次安装在在活塞8凹槽内。活塞8采用铝合金，通过铝合金导热性好的优点，使得高温工作下的活塞8能及时散热。活塞8外侧面开有3个凹槽。结合图2所示，恒范钢片7为含镍33%～36%的低碳铁镍合金，恒范钢片7截面为“U”形且嵌入活塞8凹槽内。工作时，这种设计可抑制活塞9膨胀、防止卡缸，即利用低膨胀系数的恒范钢片7来牵制膨胀系数大的活塞8的变形量。如在高温工况下，虽然铝合金的活塞8具有较好的热传导性，能使活塞8及时散热，但持续的高温可能会使活塞8凹槽两侧的活塞外凸起A11、或活塞内凸起A12、或活塞内凸起B13、或活塞外凸起B14局部膨胀，引起活塞8卡缸，降低液压缸的使用性能，而凹槽内嵌入的恒范钢片7起到双金属效应，恒范钢片7膨胀系数低，仅为铝合金的1/10，在铝合金膨胀变形时，变形很小的恒范钢片7可阻碍铝合金活塞8的变形，从而起到抑制活塞8膨胀、防止出现卡缸现象。弹性圈6采用普通橡胶材料，其截面为矩形且安装在恒范钢片7上；密封圈A4和密封圈B5采用氟橡胶材料，其截面为矩形且并排安装在弹性圈6上。在活塞8密封处采用氟橡胶材料的密封圈A4和密封圈B5，工作时，通过氟橡胶材料的密封圈实现液压缸在高温工况下的密封，这是由于氟橡胶的耐高温性优于硅橡胶，其使用温度可达250℃；而并排的双密封设计，可利用密封圈A4和密封圈B5间的摩擦，将密封圈A4或密封圈B5的弹性能以摩擦热能的形式消耗，消除密封圈A4或密封圈B5因弹性变形而降低密封效果；此外，在密封圈A4和密封圈B5下安装普通橡胶材料的弹性圈6，起到通过弹性圈6的弹性变形及摩擦生热来消除密封圈A4或密封圈B5的变形。