[科普中國]-防塵圈

防塵圈是裝在活塞桿上，用于防止外部灰塵混入液壓缸的往復密封件。

防塵圈使用注意事項：所有防塵圈均不能承壓，即不具有密封功能，它的作用僅在于防塵，必須與其他密封件配套使用；設計時應避免防塵圈的唇口與活塞桿孔或扳手對邊相接觸而導致被割破。1

概述防塵圈應用于液壓氣動活塞桿上，主要作用是去除活塞缸體外部表面附著的塵土，防止沙粒、水以及污染物進入密封的缸體。

目前，實際使用的防塵圈大部分都是由橡膠材料制造的，它的工作特點是干摩擦，這樣就要求橡膠材料具有特別良好的耐磨性以及較低的壓縮永久變形性能。近年來也開始逐步推廣用其他材料與橡膠材料并用的新型防塵密封件，如PTFE與O形圈組合，這種密封組合密封效果良好。使用壽命長，應用日趨廣泛。

目前防塵圈的產(chǎn)品種類越來越多，按其作用、特點、結(jié)構類型、密封機理可分為多種類型。

①按結(jié)構形式分：矩形防塵密封圈；倒角防塵密封圈；足形防塵密封圈；J形防塵密封圈；三角形防塵密封圈。

②按作用分：單作用防塵密封圈；雙作用防塵密封圈。

⑧按有無骨架分：無骨架防塵密封圈；骨架式防塵密封圈。

④按是否組合分：單一型防塵密封圈；組合型防塵密封圈。2

分類防塵圈可分為唇形防塵圈、特康組合防塵圈、佐康組合防塵圈，其中唇形防塵圈又可分為有骨架唇形防塵圈、無骨架唇形防塵圈。

（1）骨架唇形防塵圈：它是利用骨架與腔體孔的過盈配合來實現(xiàn)防脫，防塵圈唇口與缸頭端部齊平，該結(jié)構可使唇口免遭外部原因損壞，多用于工程機械、垃圾車等行走機械唇口易被損壞的場合。

（2）無骨架唇形防塵圈：它安裝在缸頭前端的閉式溝槽內(nèi)，設計時必須將唇口稍稍凸出缸頭端部，以便易于清除唇口所擋出的污物。該結(jié)構安裝方便，應用最廣，可用于一般工業(yè)液壓、行走液壓與氣動。

（3）特康組合防塵圈（聚四氟乙烯+橡膠）：它利用(O形圈的彈性對已磨損的聚四氟乙烯（PTFE）唇口進行實時磨損補償，配以不同材質(zhì)O形圈后可用于高速、高溫及特殊工作介質(zhì)的場合。

（4）佐康組合防塵圈（聚氨酯十橡膠）：不常用，結(jié)構同特康組合防塵圈，區(qū)別在于將聚四氟乙烯（PTFE）部分改成聚氨酯（PU）。它利用O形圈的彈性對已磨損的聚氨酯（PU）唇口進行實時磨損補償，其優(yōu)點是比普通唇形防塵圈壽命更長。1

防塵圈結(jié)構在防塵圈的設計和使用時最主要控制參數(shù)是防塵圈的接觸壓力和接觸角度，適當?shù)拇娇谶^盈量是滿足適當?shù)慕佑|壓力和角度的前提，否則便會失去防塵效果或造成防塵圈的嚴重磨損。

下面著重介紹幾種典型防塵圈的結(jié)構。

P6型防塵圈P6型防塵圈的結(jié)構及溝槽形式如右圖所示。

這種形式的防塵圈有以下性能特點：

①外圓定位可靠。

②良好的刮擦除塵作用。

⑧防塵圈可在很寬的溫度范圍內(nèi)使用。

④在密封圈和防塵圈之間不會產(chǎn)生背壓。

使用材料可根據(jù)要求來選用丁腈橡膠NBR、聚氨酯橡膠PU或氟橡膠FKM，產(chǎn)品的結(jié)構設計時，必須使外圓抱緊孔，這樣才能達到更好的密封效果。2

SDR型防塵圈SDR型防塵圈的結(jié)構及溝槽形式如右圖所示。

這種形式的防塵圈屬于雙向防塵作用的密封圈。向內(nèi)具有U形密封圈的刮油功能；向外具有防止污物入侵的刮擦防塵作用。其特點如下：

①良好的刮擦除塵作用，同時可防止殘留的油膜在活塞桿上延伸。

②外圓定位好。

③使用溫度范圍廣。

使用材料可根據(jù)要求來選用丁腈橡膠NBR、聚氨酯橡膠PU或氟橡膠FKM，產(chǎn)品的結(jié)構設計時，必須使外圓抱緊孔，這樣才能達到更好的密封效果。2

SM型防塵圈SM防塵圈的性能特點與SDR型的基本相同，只是在結(jié)構上有一些改動。產(chǎn)品的結(jié)構設計時，必須使外圓抱緊孔，這樣才能達到更好的密封效果，其結(jié)構及溝槽形式如右圖所示。2

骨架型防塵圈骨架防塵圈（KDI）的結(jié)構及溝槽分別如右圖冊（a）（b）所示。

適用于油壓情況，當介質(zhì)為礦物油時適用的溫度范圍為-35～+100℃：當介質(zhì)為水、氣時適用的溫度范圍為≤70℃，其特性如下：

①定位配合牢固（過盈配合）。

②在活塞桿和防塵圈之間沒有通向外側(cè)的開環(huán)間隙。

近年來對這種骨架防塵圈做過不少的改進，如右圖冊（c）所示的結(jié)構是一種應用比較廣泛的形式，它的半圓形防塵唇能夠可靠地刮除贓物，同時活塞桿回縮時在活塞桿表面留下一層油膜，這有利于改善整個系統(tǒng)的摩擦性能、密封性能和使用壽命。

如右圖冊（d）骨架防塵圈的骨架結(jié)構示意圖。2

PT組合型防塵圈組合防塵圈的使用也比較廣泛，在某一些領域正取代單一橡膠防塵圈，組合防塵圈的結(jié)構和形式近年來各個制造商也開發(fā)了很多，在這里只簡單介紹PT組合型防塵圈。

PT型防塵圈是由一個帶密封刃口和防塵刃口的耐磨圈以及兩個作為預緊元件的O形圈組成的雙唇枋塵圈。它用于改善整體密封性能，與桿用密封圈聯(lián)合使用效果更好。其特性如下：

①在工作中有極好的調(diào)節(jié)和定位能力。

②高功能保證，在短期內(nèi)能適應所有的操作。

③較高的耐磨性能。

④摩擦系數(shù)低，無黏滑現(xiàn)象。

PT組合型防塵圈的結(jié)構形式如右圖所示。2

防塵圈的密封作用油缸活塞桿的表面粘附著一層油膜。油缸的使用場所一般總有灰塵或砂粒等，這些灰塵、砂粒等與活塞桿表面的油膜粘結(jié)，就會被帶入油缸，把活塞桿上的唇形密封圈的唇邊劃傷，或者把活塞桿表面劃傷，都會引起介質(zhì)泄漏。因此，需要在活塞桿密封圈的外部，靠近缸筒端面處，設置防塵圈。

防塵圈安裝在溝槽中，由于防塵圈的唇邊與活塞桿之間有一定的過盈量，因此，防塵圈的唇邊就緊貼著活塞桿的表面。

活塞桿作往復運動，粘附在活塞桿表面上的灰塵、砂粒等，就被防塵圈清除掉。防塵圈唇邊的右段與活塞桿之間有一定的間隙，它可以減少防塵圈唇邊與活塞桿之間的摩擦阻力。3

本詞條內(nèi)容貢獻者為:

李勇 - 副教授 - 西南大學