Page 68 - 《橡塑技术与装备》2020年11期（6月上半月橡胶）

橡塑技术与装备（橡胶） CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT (RUBBER)

周知，氟橡胶具有阻燃性，极低的透气性以及极佳的 F 2 =F+F 1 =2 680 N+1 608 N=4 288 N
耐臭氧性、耐风化性和耐老化性。氟橡胶的工作温度 螺钉拧紧力矩和其总拉力之间的近似关系是 ：
范围为 -20~200 ℃（短时间内可高达 230 ℃）。经过 T=1.2μF 2 d
适当配方的氟橡胶可以在 -35 ℃的低温下工作。 D—— 螺栓螺纹直径（固定阀组的螺栓直径为 5
O 型圈硬度的选择，如表 1 所示，O 型圈硬度与 mm）
其是否耐压有直接的关系。通常情况下，O 型圈硬度 μ—— 螺母端面与换向阀体之间的摩擦系数，有
越高，它的耐高压能力越强。根据如下表格，由于液 油表面 0.06~0.10，干燥表面 0.10~0.16，由于力矩控
压系统的压力≤ 20 MPa，所以我们选择的 O 型圈硬 制法得到的锁紧力受摩擦系数影响很大，但在液压系
度为邵氏 80 A。 统里，表面可能还会有油，为保证可靠的锁紧力，计
表 1 密封圈硬度和工作压力的关系 算时取 μ=0.16，
硬度（邵氏 A）/ 度 50±5 60±5 70±5 80±5 90±5 F 2 —— 螺钉受到的总拉力
工作压力静密封 /MPa ≤ 0.5 1 10 20 50
将以上数据代入可得 ：
密封圈压缩力 F b 可由图 9 估算求得。 螺钉的拧紧力矩 T=4.1 N∙m

但在实测中，螺钉的扭矩为 2.5~4 N∙m 之间，显
然是不合理的。在液压设计规范中，我们考虑到有足
够的剩余预紧力，我们考虑 1.5~2 倍的安全系数，所
以我们对各个固定阀组的螺钉的扭矩进行了规定。
螺钉的应力 ：
σ=4F 2 /πd 1 2，其中 d 1 为螺钉小径的直径，M5 的
螺钉对应的小径尺寸 d 1 =4.1mm
则： σ=324MPa
我们选择的螺钉强度为 12.9 级，其屈服强度 σ S =
1 200×0.9 MPa=1 080 MPa
所以螺钉的安全系数 n=σ S /σ=3.33，故设计符合
图 9 密封圈的截面直径、硬度和压缩力之间的关系 要求。

随着初始压缩量和硬度的不同，压缩变形力也不
处理对策 ：针对所有品牌的液压阀，明确叠加阀
同。上表给出了密封圈周向每厘米长作用的压缩力与
组螺钉，螺柱的强度等级为 12.9 级，螺钉、螺柱的扭
密封圈横截面直径之间的关系。
我们选择的 O 型圈的硬度为邵氏 80A，DN6 通径 矩标准如表 2 所示，并用扭矩扳手按要求进行拧紧。
表 2 螺钉的扭矩规定
对应的 O 型圈横截面直径为 1.78 mm，按 20% 的压
阀规格 DN06 DN10 DN16 DN25
缩变形，由表可查得，O 型圈周向每厘米长作用的压 螺钉规格 M5 M6 M10 M12
缩力大概为 30 N/cm。 螺钉强度等级 12.9 12.9 12.9 12.9
紧固扭矩 /N∙m 7~8 12~15 63~77 113~137
则压缩力 F b =30L，L 为 O 型圈的周长，DN6 通
径对应的 O 型圈的周长 L=3.5 cm 2.2 阀块接触面黑色油污问题
因此 ： F b =30L=105N 黑色的油污是怎么产生的呢？将阀块拆解后，对
所以 ：螺钉所受到的轴向力 ： F=F a +F b =2 575N 表面进行清理，发现如下情况。
+105N=2 680N 密封圈沟槽棱边未倒角，个别有毛刺现象，如图
根据机械设计手册可以查得，残余预紧力的推荐 10 所示。密封结合面粗糙度太高，如图 11 所示，在
值 F 1 为轴向力的 0.6 倍， 油压正压和负压的作用下，密封圈不断的扩张和收缩，
即： F 1 =0.6F=0.6×2 680N=1 608 N 密封圈反复被切割和摩擦，导致密封圈橡胶颗粒剥落，
所以螺钉受到的总拉力 ； 进入到油液中，导致油液变黑，如果在拧紧力矩不足
的情况下，这个现象会更加的严重。

·18· 第 46 卷 第 11 期