专利名称:可预设计膨胀量的超高压密封膨胀环的制作方法
本实用新型属于超高压液压技术领域：
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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ri、ro1、ro2(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ri为内径ro1为上半径ro2为下半径rc1为上平均半径rc2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ro1＝545毫米，ro2＝565毫米，ri＝410毫米rc1＝ (410＋545)/2 ＝477.5毫米rc2＝ (410＋545)/2 ＝＝487.5毫米L1＝65毫米， L2＝59毫米则K2o1＝( 545/410 )2＝1.767K2o2＝( 565/410 )2＝1.899Kc1＝ 477.5/545 ＝0.8761Kc2＝ 487.5/565 ＝0.8628η=12·2.899/0.899+10.876×1.76765×0.767+0.8628×1.89959×0.899=34.1]]>D＝ (34.1×487.5)/(59×565) ＝0.498δA＝ (10×565)/(1.1×104) 〔2／0.899＋0.32－0.498 2.899/0.899 〕
＝0.4821毫米强度校核τcp＝10 34.1/(545－410) ＝2.525公斤／毫米2σenax＝0.4821 (1.1×104[ 2.899-2×0.498×1.899+2×0.32×0.899 ])/(565 [ 2+0.32×0.899-0.498×2.899 ]) ＋10＝27.6公斤／毫米2＜〔σ〕＝30上述计算中ri为内半径ro1为上半径ro1为上平均半径ro2为下平均半径ro2为下半径L1为外压作用高度L2为无外压高度Ko1，Ko2，Kc1和Kc2均为半径比η和D为计算用的中间变量τcp为平均剪应力σemax为最大等效应力
权利要求
1.一种超高压液压技术中用的密封膨胀环，内壁上作用着高压液体，在外壁上有一个台阶、台阶上装有密封件，其特征在于加长了膨胀环外壁的台阶侧面，使台阶侧面上也作用着高压液体。
2.如权利要求
1所说的膨胀环，其特征在于外压作用高度即外壁台阶侧面高度L1是根据液压缸内壁膨胀量8来设计确定的。
3.一种按权利要求
1、2所说的膨胀环，其特征在于膨胀环外壁下部有一个呈α角的锥面。
专利摘要
超高压密封膨胀环为超高压液压技术中的重要元件。在超高压液压技术中为保证活塞与液压缸间的合理间隙，常在活塞上设置有膨胀环，但其膨胀量无法加以控制，因此，膨胀环外壁紧密地压在缸内壁上不能保证合理的配合间隙。本膨胀环采用一种新的结构形式，其主要特点是加长了外壁台阶侧面的高度，使外壁部分高度上也作用着高压液体，利用内、外压力差来控制其膨胀量，从而实现了活塞和缸体间合理的配合间隙。给出了根据液压缸内壁膨胀量设计膨胀环的计算公式。
文档编号F16J9/00GK85203618SQ85203618
公开日1986年5月7日 申请日期1985年9月4日
发明者颜永年, 俞新陆, 郭和德, 黄志俭 申请人:清华大学导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan