液壓支架中各種液壓閥的使用壽命很低,國(guó)外解決的途徑和辦法是提高系統(tǒng)的過(guò)濾精度和提高乳化液的質(zhì)量在贸,但收效不大。本文分析了支架閥的密封副的發(fā)展過(guò)程铲瞎,論述了密封副的材料與密封性能之間的關(guān)系拳喘。指出了密封技術(shù)是提高液壓支架中液壓閥使用壽命的關(guān)鍵。
一需忿、行星減速機(jī)普通型密封件的技術(shù)發(fā)展動(dòng)向
隨著機(jī)械產(chǎn)品使用條件的日益嚴(yán)酷诅炉、對(duì)橡膠密封制品的使用條件也提出了更高的要求蜡歹,例如在航天屋厘、航空工業(yè)、石油及礦山工業(yè)月而、工程機(jī)械及交通運(yùn)輸工業(yè)汗洒、能源工業(yè)等使用膠密封,往往要適應(yīng)較寬的溫度環(huán)境及高壓父款、砂塵等嚴(yán)酷環(huán)境溢谤。據(jù)1984年國(guó)際橡膠會(huì)議資料,汽車憨攒、拖拉機(jī)中的旋轉(zhuǎn)軸唇形密封圈使用條件已有了較大發(fā)展世杀。
由于使用條件的變更,將使特種橡膠消耗量不斷增加肝集,要求發(fā)展新型密封件瞻坝,提高密封件的使用壽命及可靠性。
旋轉(zhuǎn)軸唇形密封圈的工作壓力通常在0.1~3.5MPa芙糙,最高速度為15~20m/s牢簸。流體動(dòng)力型的最高速度可達(dá)25~32m/s。但在較高情況下鹊逛,工作壓力稍低一些渺类。密封元件損壞的主要因素是工作液中的雜質(zhì)。這些雜質(zhì)在密封元件間研磨象讶,使閥產(chǎn)生泄漏累换。因此,國(guó)外曾提出相應(yīng)等級(jí)的液壓元件盏拐,應(yīng)采用相應(yīng)精度的過(guò)濾器待插。他們認(rèn)為5µM的油泵密封元件,如果采用過(guò)濾精度為3/µM的過(guò)濾器涤墙,壽命可比采用10µM的提高10倍谍竿。但液壓支架用閥,工作環(huán)境十分惡劣惯缚。在采煤工作面路影,油管總長(zhǎng)1000多米,接頭插口多達(dá)4000多個(gè)屋群,液箱無(wú)特殊的防塵設(shè)施闸婴。乳化液中有大量的漂浮雜質(zhì)坏挠,在立柱缸底和閥腔,留有較多的煤粉邪乍、巖粒和鐵屑降狠。進(jìn)液閥芯和閥座,由于開(kāi)啟關(guān)閉比較頻繁庇楞,液體流速高榜配,密封很快就會(huì)失效。實(shí)踐證明減少支架液壓系統(tǒng)液體的污染雜質(zhì)吕晌,是十分困難的蛋褥,有人曾經(jīng)設(shè)想在乳化液泵站采用高壓過(guò)濾器,同時(shí)在每臺(tái)支架進(jìn)口處增加小型過(guò)濾器睛驳。但在工作中很快被堵塞烙心,形成斷流。
往復(fù)動(dòng)密封的系統(tǒng)壓力一般在20MPa以下乏沸,在航天淫茵、航空工業(yè)中使用的高性能組合密封,系統(tǒng)壓力可達(dá)56MPa牲耐。此時(shí)师莫,最高工作速度為1m/s。另一方面嚣历,隨著液壓支架技術(shù)的發(fā)展叼叙。上海擺線減速機(jī)廠對(duì)閥的使用性能和閥的使用壽命提出了更高的要求。目前盟挤,在裝有120目時(shí)的過(guò)濾器和磁過(guò)濾裝置的條件下么酪,用通過(guò)被測(cè)試閥的乳化液的總流量和閥的啟閉次數(shù),來(lái)計(jì)量閥的壽命腻俏。但實(shí)際上室內(nèi)型式試驗(yàn)與井下實(shí)際工作結(jié)果相差很大〕つ幔現(xiàn)在許多國(guó)家的形式實(shí)驗(yàn),增加了抗污染要求目尘,有的是在乳化液中摻入適當(dāng)?shù)拿悍壅疤妫械氖羌尤霗C(jī)械雜質(zhì)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展诺秒,目前已提出了開(kāi)發(fā)在高寒遥倦、沙漠與水下等環(huán)境中使用的密封件的要求。
二占锯、行星減速機(jī)擠壓型密封件的技術(shù)發(fā)展動(dòng)向
擠壓型密封特別是O型圈在密封件中一直應(yīng)用廣泛袒哥。其他如X型、T型消略、D型堡称、方形瞎抛、三角形等型式,適合在不同場(chǎng)合下應(yīng)用却紧。
改進(jìn)的方向是使其密封性能穩(wěn)定可靠桐臊,提高其耐壓能力,降低摩擦力晓殊。也可以和低摩擦的塑料如聚四氟乙烯断凶、尼龍的滑環(huán)與支承環(huán)形成組合密封。提高其耐壓力及降低摩擦力挺物。有一些制造廠的產(chǎn)品許可達(dá)到速度7.5m/s懒浮,密封壓力5.6MPa飘弧。
三盘胯、行星減速機(jī)往復(fù)動(dòng)唇形密封的技術(shù)發(fā)展動(dòng)向
往復(fù)動(dòng)唇形密封又稱唇形襯墊或皮碗,相當(dāng)廣泛地應(yīng)用于液壓系統(tǒng)的往復(fù)油缸動(dòng)密封要尚。這種密封受壓面呈唇形刚驶,在安裝時(shí)有極小過(guò)盈,使唇緣與密封面充分接觸產(chǎn)生密封作用朽擒。當(dāng)油缸工作時(shí)牙吼,隨著壓力的升高,其接觸力與接觸面積增加今搂,從而密封性提高柱称。而在油缸回程時(shí),壓力隆低饼簸,接觸面積與摩擦均低于工作行程臼磁,因此產(chǎn)生呼吸作用,潤(rùn)滑唇口倾皿。閥芯和閥座接觸面的泄漏吊磕,是工作液體分子擠入的結(jié)果。影響密封效果的主要原因是閥芯和閥座的接觸比壓惩阶、不平度及壓差挎狸。當(dāng)閥芯與閥座的接合面以P力壓緊,工作液體分子以F力擠入断楷,密封材料會(huì)產(chǎn)生彈性變形锨匆。如果密封副總抗力大于分子斥力,則密封有效冬筒,否則就會(huì)形成泄漏恐锣。早期的液壓支架,運(yùn)動(dòng)副之間沒(méi)有其他密封措施账千,是金屬直接接觸密封侥蒙,即要求密封副接觸平面吻合暗膜,具有較高的加工精度,否則必須加大密封副的結(jié)合力鞭衩,使接觸表面產(chǎn)生塑性變形学搜,堵塞泄漏通道。
往復(fù)動(dòng)密封的型式很多论衍,常見(jiàn)的有J型瑞佩、L型、U型瓤计、V型與Y型等智谓。還有各種組合及復(fù)合密封。如彭形圾峭、蕾形嚎蛀、多唇形密封等。
在高壓下的必須防止擠出堤谴,選用具有足夠抗撕強(qiáng)度缰畦、硬度與模量《肮蹋或是帶有支承環(huán)進(jìn)行保護(hù)肥稠,或是采用增強(qiáng)的彈性體。一些高壓埋署、高速或高溫下使用的密封往往使用復(fù)合組合式密封玫桅,如霞板公司(Shamban )公司的“Turcon”滑環(huán)組合密封、卡爾•弗倫登堡公司和日本油封公司的“NCF”,“SIMKO”高效組合密封绷匀、道蒂公司的Balmaster哭振,霍爾公司的Hallprone等。
它們的共同特點(diǎn)是有兩個(gè)唇口與油缸壁接觸渐扮。密封部位中間設(shè)有凹槽论悴,可以貯存介質(zhì),改善了潤(rùn)滑性墓律,唇損小膀估,密封可靠,而用于氣動(dòng)系統(tǒng)的唇密封則要求在無(wú)油潤(rùn)滑的狀態(tài)下工作耻讽,故此與液壓系統(tǒng)的唇密封結(jié)構(gòu)有所不同.目前多半采用在密封唇部設(shè)有貯存潤(rùn)滑脂的槽或在唇部粘接有低摩擦塑料或布的結(jié)構(gòu)以提高其使用壽命察纯,有的從結(jié)構(gòu)上想法降低密封唇的接觸面積與接觸壓力,有的將防塵刮板與密封件做成一體的結(jié)構(gòu)针肥。
四饼记、行星減速機(jī)旋轉(zhuǎn)軸唇形密封技術(shù)發(fā)展動(dòng)向
目前相似結(jié)構(gòu)的品種已不下200種。如流體動(dòng)力型慰枕、內(nèi)包骨架具则、裝配式即纲、外露骨架、粘接聚四氟乙烯的AF型博肋、雙模量回流型等等低斋。外露骨架裝配式的優(yōu)點(diǎn)是定位準(zhǔn)確。同軸度高刹震、導(dǎo)熱散熱條件好司逗。在壓力和振動(dòng)作用下穩(wěn)定,因而有較高的使用壽命环自,同時(shí)節(jié)省膠料改佛。雙模量回流型運(yùn)用波形密封理論,通過(guò)在密封接觸部位增加一種低定伸辰襟、易變形材料遵奇,即可獲得回流效果,同時(shí)可降低產(chǎn)品設(shè)計(jì)與模具加工費(fèi)用诞书。
液壓支架是采煤機(jī)械中的支護(hù)設(shè)備锤知,經(jīng)過(guò)大修在井下一般可使用五年,但是液壓支架中各種液壓閥的使用壽命卻很低快檀,長(zhǎng)的3個(gè)月,短的只有幾個(gè)星期凭协,國(guó)外解決的途徑和辦法是增加系統(tǒng)的過(guò)濾精度和提高乳化液的質(zhì)量都晶,但收效不大。以英國(guó)某液壓閥為例丸冕,雖然加工精度及整個(gè)液壓系統(tǒng)的過(guò)濾精度都比較高耽梅,但因使用壽命低,已在我國(guó)面臨淘汰胖烛。
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