礦用液壓支架油缸密封的探討與改進(jìn)

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1、2010年10月機(jī)床與液壓0ct．2010第38卷第20期MACHINETO0L&HYDRAULICSVo1．38No．20DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2010．20．040礦用液壓支架油缸密封的探討與改進(jìn)王萬(wàn)軍，孔祥博(淄博愛(ài)科密封件有限公司，山東淄博255120)摘要：對(duì)礦用液壓支架油缸在瞬態(tài)高壓下的密封進(jìn)行探討，從結(jié)構(gòu)、密封機(jī)制、材料和關(guān)鍵尺寸的選取方面進(jìn)行分析，設(shè)計(jì)出一款新的組合自緊式密封系統(tǒng)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的安裝使用情況以及井下技術(shù)人員反饋回來(lái)的信息，證明這種組合自緊式密封系統(tǒng)是有效的、

2、可靠的。關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；密封機(jī)制；材料；關(guān)鍵尺寸；自緊式密封系統(tǒng)中圖分類號(hào)：TH137文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：1001—3881(2010)20—119—2DiscussionandImprovementonSealingofCylinderinMiningHydraulicSupportWANGWanian．K0NGXiangbo(ZiboAikeSealComponentsCo．，Ltd．，ZiboShandong255120，China)Abstract：Thesealingofmininghydraulicsu

3、pportcylinderundertransientstatehighpressureconditionwasdiscussed．Throughanalyzingstructure，sealingmechanism，materialandcriticalsize，anewself-tightsealingsystemwasdesigned．Accordingtothein—stallationandusingsituationinsceneandtheinformationfeededback．thisself-tig

4、htsealingsystemiSvalidandreliable．Keywords：Structuraldesign；Sealingmechanism；Material；Criticalsize；Self-tightsealingsystem在礦用液壓支架實(shí)際工作中，由于地質(zhì)條件的復(fù)(4)經(jīng)濟(jì)性。密封系統(tǒng)要有良好的防蠕變、抗雜性、多樣性，頂板來(lái)壓大多具有突然性、瞬間性、老化能力，易加工，易裝配。壓力大等特點(diǎn)。要求支架立柱油缸的密封系統(tǒng)能在短綜合上述因素，設(shè)計(jì)的密封系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所時(shí)間內(nèi)承受高壓沖擊。而該沖擊壓力高達(dá)10

5、0MPa以示。密封本體、導(dǎo)向環(huán)安裝到壓蓋內(nèi)，其與軸接觸且上，因而在軸與密封件的接觸面上可能產(chǎn)生液體泄過(guò)盈配合；密封環(huán)1與密封環(huán)2也是過(guò)盈配合。漏，影響井下安全生產(chǎn)。瞬態(tài)高壓條件下的密封問(wèn)題相對(duì)特殊，所以國(guó)內(nèi)外關(guān)于這方面的研究報(bào)道和相應(yīng)文獻(xiàn)并不多見(jiàn)。普通密封技術(shù)一般只能承受幾十兆帕的壓力，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足要求。常見(jiàn)的高壓密封包括多級(jí)組合密封，一般不能承受高壓沖擊型壓力且密封結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成督封環(huán)1本較高。圖1密封系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及密封機(jī)制1．2密封機(jī)制1．1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的密封系統(tǒng)的密封機(jī)制如圖2、3所示。在對(duì)于瞬態(tài)高壓工況，

6、在設(shè)計(jì)密封系統(tǒng)要考慮以下低壓時(shí)(圖2)，密封環(huán)1與軸是過(guò)盈配合，其產(chǎn)生幾個(gè)因素：的彈性變形使之緊密貼合在軸上，加之環(huán)1與環(huán)2過(guò)(1)可靠性。頂板釋放的壓力很高，且壓力是盈配合，環(huán)2又對(duì)環(huán)1施加一個(gè)徑向力，從而在低壓瞬問(wèn)沖擊型的，要求有足夠的可靠性。(2)保壓性。支架立柱油缸要連續(xù)不斷地提供支護(hù)能力，才能保障井下連續(xù)的生產(chǎn)工作，密封系統(tǒng)要有高度的保壓性能。(3)高、低壓的密封性。在支架工作期間，油一一缸內(nèi)的壓力是從0開(kāi)始上升到支護(hù)壓力(30MPa)環(huán)1環(huán)2環(huán)1環(huán)2后開(kāi)始保壓，所以密封系統(tǒng)對(duì)于低壓也要有良好的密圖2密封機(jī)制(

7、p=0)圖3密封機(jī)制(P>0)封性能。收稿日期：2009—12—15作者簡(jiǎn)介：王萬(wàn)軍(1970一)，男，學(xué)士，工程師，主要從事密封技術(shù)工作。電話：13964492856?！?20·機(jī)床與液壓第38卷時(shí)起到密封作用；當(dāng)壓力達(dá)到一定程度時(shí)(圖3)，高時(shí)變形，并產(chǎn)生縫隙，形成迷宮，內(nèi)外壓力差有環(huán)2受壓產(chǎn)生徑向膨脹，推動(dòng)環(huán)1徑向壓縮，并產(chǎn)生限，不承受太高壓力，但由于密封的介質(zhì)和溫度的不軸向位移，使環(huán)1類似于三角環(huán)向縫隙處進(jìn)行自緊式同，要有相應(yīng)的適應(yīng)性能。通過(guò)對(duì)各種常見(jiàn)密封材料楔人，壓力越大，楔入越緊，密封效果越好。的分析比較，選

8、用丁腈橡膠或氟橡膠材料，該材料具此時(shí)主要受力如圖4所示，環(huán)1剛開(kāi)始時(shí)所承受有足夠的彈性和一定的強(qiáng)度，并有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，可以直的壓力主要由環(huán)2傳遞，在環(huán)l與環(huán)2之間有一定空接購(gòu)買，且價(jià)格不高。間(空問(wèn)1、空間2)，但由于液體沒(méi)有壓力，空間12．3密封環(huán)1的選取和空間2壓力非常小，可以不計(jì)。當(dāng)系統(tǒng)壓力開(kāi)始升密封環(huán)1的選取相對(duì)