改进7.7.7气缸密封件：优化性能

一般情况下，延长气缸的使用寿命经常要从气缸的密封件着手。在气缸的各种零配件中，密封件是最容易失效的。失效的方式很多，经常遇到的主要问题有：①磨损；②老化、硬化。延长气缸的寿命往往也就从解决这两个问题点着手。

1.改变密封件的材料

针对不同用途、使用环境，可以选用不同的材料。

某生产线的一个气缸（型号DC7FB80B70，TAIYO），它的正常工作环境温度是80℃以上，原密封件材料选购的是丁腈橡胶，它的使用寿命为35～50天。丁腈橡胶的特点是价格便宜，耐油性好，机械性能好，耐高温性能差，最高使用环境温度不超过120℃。而玻壳制造业的特点就是环境温度高，连续作业，停机后生产恢复慢。

为减少停机，将该气缸的密封件材料改为氟橡胶。氟橡胶特点是成本高，耐油性好，机械性能好，耐高温性能好，能耐受220℃的环境温度。氟橡胶成本较丁腈橡胶高4倍，但是改进后气缸寿命延长到了90～120天。

2.使气缸保持良好的润滑状况

在气动系统的管路中，气源处理元件中经常设有油雾器，不间断地向系统提供润滑油。有时气缸距离油雾器太远，岔路很多，润滑油很难到达或到达气缸时已经很少。这时，气缸活塞与缸内壁经常处于干摩擦状态，密封件很快就会因磨损而失效。某玻璃制品生产线上，有一个搬送产品的气缸经常出故障。经多次拆解后发现缸内壁有划伤，并且非常干涩，气路原理如图7-58所示。未改进前，电磁阀B控制气缸C的动作，p₁为含油气源。问题就是p₁提供到气缸C的润滑油很少，而气缸C又处在高温作业环境中，频繁故障停机是自动化生产线所不允许的。现对原气路进行改进，增加由电磁阀A和油雾器M组成的辅助油路，令电磁阀A和B同时动作，实现气源p₁、p₂同时向气缸C供气，在工作现场距离气缸C较近的地方使两股气流汇合，这样p₂含有丰富油雾的气流与p₁同时作用于气缸左侧，使气缸在完成动作的同时又得到润滑。经过改进，该气缸使用寿命从原来两个月延长至两年以上。拆解气缸未发现密封件老化、硬化现象，气缸内壁光滑无划伤，效果良好。

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图7-58 气路原理

3.改变密封圈安装结构

生产线上的某气缸，其活塞原设计使用的是O形密封圈，仅用一个月，气缸就出现动作不灵活、爬行等现象。经多次拆解发现，是O形圈顶部少量磨损造成气缸失效。于是对原活塞上的密封圈安装沟槽进行加工，改装上相同尺寸的X形圈。改进后，气缸正常使用达到了3个月。随着生产线提高效率、生产节奏的加快，该气缸使用寿命有缩短现象，有的不足两个月就失效，于是再次对气缸活塞进行改进：在活塞长度方向再加工一个沟槽，将X形圈改成两个唇型密封圈，背靠背安装。改进效果良好，气缸使用寿命延长至半年以上。后来，又继续尝试在两道唇型密封圈中间加上一道尼龙活塞环，使用效果更加理想，气缸寿命较原来又延长了近三个月。但这样会增加活塞的轴向长度，造成气缸活塞、活塞杆、缸筒、连接杆等零部件尺寸都发生变化，安装尺寸与原来也不一样，改进成本比前面所述方法偏高。

延长气缸使用寿命还可以在活塞上增设油槽，密封圈旁增设保护圈，局部沟槽细化处理等等。还可以考虑缸筒、活塞杆等气缸零部件。

图7-59 设备局部气动原理