Ｙ形圈的概述、特点、分类、密封原理及应用

Ｙ形圈的概述、特点、分类、密封原理及应用

Y形圈概述

Y形圈密封形式是唇形密封，属于唇形密封圈的一种。唇形密封圈是指将密封圈的受压面制成唇形并具有压力强化密封作用的一类密封件，结构形式有V形、U形、Y形、L形、J形及各种特殊形状。

Y形密封圈的界面呈Y形，其摩擦系数较小，安装简单，广泛应用于高、低液压机械，水压、气动机械的往复运动活塞或活塞杆密封。Y形圈可以通过改变断面结构和尺寸来适应压力和密封性能的要求。

Y形圈的特点

Y形密封圈的特点是压力为15—25MPa，往复运动速度为0.15—0.5m/s时密封性能较好，动摩擦阻力较小。下图所示为Y形密封圈的工作压力范围，工作压力和运动速度变化较大的场合应用时加挡圈，以免在工作过程中密封圈扭转而引起密封失效。

Y形圈的工作压力范围

Y形圈的优、缺点如下

（1）密封效果好，尤其用于解决低压、泄漏。

（2）结构简单、成本低、空间小。

（3）可靠性较差，关键部位要慎重选择，底部加挡圈可以提高抗压力。

（4）Y形圈作往复式活塞密封时，容易出现密封圈移位和“反转”现象，内压过高时，也可能发生“胶料挤出”现象。

Y形圈的分类

按有无油分：液压Y形圈和气动Y形圈；

按密封性质分：轴用Y形圈和孔用Y形圈；

按截面形式分：等高Y形圈和高低唇Y形圈；

按有无骨架分：无骨架Y形圈和有骨架Y形圈。

Y形密封圈密封原理

   Y形密封圈依靠其张开的唇边贴于密封副偶合面。无内压时，仅仅因唇尖的变形而产生很小的接触压力。在密封的情况下，与密封介质接触的每一点上均有与介质压力相等的法向压力，所以唇形圈底部将受到轴向压缩，唇部受到周向压缩，与密封面接触变宽，同时接触应力增加。当内压再升高时，接触压力的分布形式和大小进一步改变，唇部与密封面配合更紧密，所以密封性更好，这就是Y形圈的“自封作用”。由于这种自封作用，一个Y形圈能有效的封住32MPa的高压。

　　压力赋能型密封的有效密封压力等于预压力与流体压力之和。Y形密封圈通过唇边的作用将流体压力有效作用于密封，其预压力可以降到很小值，并且流体压力越高，预压力的效用越小，在高压场合，预压力的作用可以忽略不计。这时降低密封摩擦力是有利的，因为密封摩擦力与密封接触压力成正比。所以Y形密封圈在保证密封的同时，摩擦力小于挤压型密封。

　　Y形密封圈主要用于往复密封，由其工作原理可知，Y形圈安装时，唇口要对着压力高的一侧，才能发挥作用，所以Y形密封圈只能单向起作用。

　　当偶合件以工作速度作相对运动时，在密封唇与滑移面之间形成一层密封油膜，油膜的存在可改善密封圈的摩擦条件，减小磨损；油膜在气动密封中起密封作用。在液压元件的往复运动中，运动件伸出与缩进时油膜厚度是不同的，这一油膜厚度差积聚会造成泄漏。所以，Y形圈正常工作时，也有极少量泄漏发生，往复速度大时，泄漏量大。这是因为往复速度大时，往复次数变得很频繁，同时油膜的流体动力作用使油膜厚度增加，形成了油膜的快速积聚作用。当工作油的粘度增大时，油膜厚度因此增加，往复速度所造成的泄漏量也增大。但是由于液压油的粘度随着温度的升高而降低，所以液压设备在低温下启动时，运动开始时的泄漏较大，随着运动过程中因各种损失引起温度升高，泄漏量会逐渐减少。

　　活塞在往复行程中的泄漏情况是不同的。当内压较低时，抽出行程中的泄漏量随内压增大而增大；压入行程中随内压增大而减小。当内压足够大时（约大于7.5MPa），泄漏不再随内压而变化。

　　当Y形密封圈内压p1较低时，摩擦力随内压增大而增大。当内压足够大时，摩擦力不再有很大变化。如润滑良好，甚至有下降趋势。国外关于Y形圈的起动摩擦试验结果表明起动摩擦与停车时间关系不大，这是与O形圈最大的区别。

　　这对于断续运动的机械是极为有利的。同时在内压较低时，起动摩擦随内压得增大而增大，当内压超过5MPa时，起动摩擦将与内压无关。所以对于高压断续的机械，不会有起动摩擦过大的问题。密封唇边磨损后，因介质压力的作用，唇边具有一定的自动补偿能力。

Y型密封圈应用范围：

　　广泛应用于往复动密封装置中，其使用寿命高于O型密封圈。Y型密封圈的适用工作压力不大于40MPa，工作温度为-30～80℃，

　　工作速度范围：采用丁睛橡胶制作时为 0. 01～0. 6m／s；采用氟橡胶制作时，为0.05～0.3m／s；采用聚氨酯橡胶制作时，则为 0.01～lm／s。Y型密封圈的密封性能、使用寿命及不同挡圈时的工作压力极限，都以聚氨酯橡胶材质为佳。