摘 要：文章简要介绍了目前防尘装置存在的问题，及具有自主知识产权的新型防尘装置车氏组合防尘圈的结构特点、工作机理及应用范围。为解决恶劣工况下的高寿命、高效防尘问题提供了一种全新的解决途径。

　　关键词: 密封;防尘;机理分析

　　1 、概述

　　众所周知,防尘装置是液压、气动产品中为确保密封装置正常工作必须的一道防护措施。多年来,对防尘装置的高寿命与高效刮尘功能的要求,与密封装置相比往往被人们所忽视,而多数人是将注意力集中到密封装置上。所以,多年来因防尘装置不利而导致的密封泄漏等问题层出不穷,虽然困扰人们多年,但大家却很少去认真研究并解决这一问题, 总认为防尘就其功能与密封件相比是次要的,所以其价值也远比不上密封件。

　　多少年以来,防尘技术的进步较为缓慢，大多为传统与比较老式的防尘措施。如：毛毡圈防尘、三角形橡胶防尘及后来的/ J0形橡胶或聚氨脂防尘圈等，见图1a，它们均有摩擦阻力大、易老化、泥沙嵌入易划伤活塞杆、刮泥沙性能差、耐温耐水性能低、工作寿命短等缺点;其后出现的由填充聚四氟乙烯制作的防尘环与“O”形橡胶圈构成的组合防尘圈，见图1b，虽然克服了上述防尘圈的多种不足，但因填充F4 防尘环较刚硬,长期工作一旦内孔磨损, 无自动补偿功能，防尘环上的“O”形橡胶圈只能起填满沟槽空间的作用，无力补偿磨损的刚硬防尘环，泥沙易从磨损间隙中进入密封腔体，从而导致密封件提早受损失效而造成产品泄漏。为解决上述问题,笔者研制了最新专利产品：高寿命高效组合防尘圈——车恒德(车氏) 组合防尘圈(简称车氏组合防尘圈)。

　　2 、工作机理及结构特点

　　车氏组合防尘圈要解决的核心问题是提高其刮尘效果及延长工作寿命，且要求其承受恶劣工况环境能力强。为此必须在结构形式与选材上作出明显的改进。在工程上永不磨损的材料是没有的,如果只一味地追求高耐磨材料去制作防尘环,既不经济同时也是消极的措施。而真正积极的措施是防尘环出现磨损后如何能够自动补偿并消除磨损产生的间隙。所以解决问题的有效途径,一是在防尘环的结构设计上实现磨损后的自动补偿;二是采用低摩擦、 高耐磨的材料制作防尘环;三是防尘环要有高于填充F4 足够的强度与硬度,以防止泥沙的嵌入,而提高刮尘效果又不伤防尘表面。

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　　图 1 传统的防尘圈

　　2.1 工作机理

　　车氏组合防尘圈是采用低摩擦、高耐磨、高强度的特种聚合物T6制作成具有矩形截面的防尘环，其上套1个或2个标准的“O”形橡胶圈组成,并在防尘环上开一企形切口。“O”形橡胶圈套在防尘环外,作为轴用防尘, “O”形橡胶圈镶在防尘环内可作为孔用防尘，见图2。

　　在此种防尘圈中， “O”形橡胶圈除起填满沟槽空间防止泥沙从沟槽底部进入外, 以其一定的压缩量可紧紧地压在开有企形口的防尘环上, 给防尘环足够的压紧弹力,从而实现防尘环磨损时确保其自动弹力补偿功能。由于防尘环上开有企形切口，则圆周方向的切口量可供弹性补偿与方便安装之用，同时使防尘环随时抱紧或贴紧防尘表面而无间隙。加之企口的2 个榫头搭接处有足够的搭接宽度且密合严实，则泥沙无法进入而统统被防尘环刮走，从而达到防尘装置的高寿命、高效防尘的效果。

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1.防尘环 2.O形胶圈
图 2 车氏组合密封圈

　　2.2 特点

　　经实践表明本防尘装置具有如下特点：

　　( 1) 具有自动弹性补偿功能,可自动消除防尘环磨损时产生的间隙, 加之防尘环材料的高耐磨性, 其工作寿命成倍提高;

　　( 2) 低摩擦、高耐磨及高强度的非金属防尘环既可防止泥沙嵌入，又不伤防尘表面，故刮尘效果好, 特别适用于恶劣工况与黏性脏物、污染严重的工作场合;

　　( 3) 结构简单，安装方便，优于一般组合防尘圈的安装可操作性能;

　　( 4) 可直接装入一般的组合防尘圈的沟槽，从而与一般的组合防尘圈具有可互换性，以利于广大用户的更新换代;

　　( 5) 工作压力为0~ 40 Mpa，工作温度为- 40℃ ~200℃，工作速度6 m/ s，可用于各种机电设备的防尘。

　　3、 应用范围

　　车氏组合防尘圈以其独特的结构及工作机理，使它应用范围极广。尤其是它的高效刮泥沙特性以及较长的工作寿命而倍受用户青睐。

　　一般室内工作的机械设备的防尘问题不是很突出(工况恶劣者除外)。但对室外露天作业的设备，尤其是矿山、井下、沙漠地带、沿海码头、铁路交通、施工机械等液力、液压、气动等机电设备的防尘、防沙、防泥浆、防盐雾、防霉菌、防海水等问题，往往是倍受注目的，有些甚至是令人头痛的问题,多年来一直难以很好解决。例如火车机车与车厢减震器的密封与防尘问题一直十分突出，每年报废的减震器数量惊人。因为火车的活动范围广，可去沿海、 内地、湿热、高寒地带，也可去沙漠、风口腹地,总之就减震器密封而言，要求其耐气候性能好，但前提是防尘措施必须有保障,即要有高寿命、高效能的防尘装置才行。然而，我国目前在这方面尚未过关，因为目前大量采用的是橡胶密封件与橡胶防尘圈，也有少量采用一般的组合防尘圈,而泥沙常常附着在活塞杆上, 或因空气涡流的作用直接吹进防尘部位致使防尘圈磨损严重, 泥沙直接进入密封腔体,密封件严重磨损,甚至拉伤活塞杆, 减震器漏油现象相当普遍,多数减震器带病工作,所以各机务段或机车配件公司等均渴望有好的密封与防尘装置来解决这一难题。笔者正是针对这一情况着手研制出车氏组合防尘圈,若再配之以车恒德Ò密封，实现火车减震器安全工作运行30~ 50 万公里将不是什么难题了。

　　再如石油、矿山、井下设备等，因工作介质大多为泥水、泥浆、水煤粉等含沙及其他颗粒状杂质较多, 加之环境污染等使液压设备工作环境十分恶劣,造成密封件损坏，杆、孔拉伤, 设备泄漏等故障层出不穷。例如油田井下液压缸, 工作压力高, 工作温度高,同时工作介质为含沙量较大的泥浆,虽然缸内活塞上的导向环可以阻挡一些泥沙进入密封件部位但终因导向环是开口的(直口或45 b斜口) 所以泥沙从开口处进入密封部位，导致密封件工作寿命大为缩短，必须备有相当数量的密封备件，停机更换是常有的事。如果在活塞的两端部，即导向环的外侧分别装车氏组合防尘圈则此问题就可妥善解决(见图3)。

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图 3 车氏组合防尘圈的应用

　　因车氏组合防尘环为搭接式企口，泥沙无法进入，故防尘装置除起到刮沙防尘作用外，还可对高压流体产生缓冲阻尼及减压的作用，故可使导向环及密封件的工作寿命成倍延长。

　　再如, 民用机械设备的设计生产中, 较少考虑到“三防”问题(防湿热、防盐雾、防霉菌) ，所以密封与防尘装置均难以满足“三防”要求。当海港、码头等机械设备出现积盐、锈斑、 霉菌及其他生物附着物或尘埃时，常规的防尘圈是无法长期胜任的，从而加速了密封件的提早失效。而车氏组合防尘圈可以其独特选材与特种结构形式完全具备“三防”要求的防尘功能，即将上述“三防”类异物统统刮掉，使其无法进入密封腔体，如再配之车恒德密封产品，则可大大提高整机的防“三漏”水平与延长其工作寿命。

　　综上不难看出，一种优质高效、长寿命的防尘装置是何等的重要，尤其在军工产品上就更能体现这一点。相信不久的将来,车氏组合防尘圈将在各行业、各部门的机电产品上发挥其独到的作用。

　　参考文献：车恒德.浅淡车氏密封.液压气动与密封。

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