液壓支架液壓閥的(de)密封(fēng)技術及其分析
2006-03-31
液壓(yā)支架中各種液壓閥的使用壽命很低,國外(wài)解決的途徑和辦法是提高係(xì)統的過濾精度和提高乳化液的質量,但收效不大。本文分析了支架閥的密封副的(de)發(fā)展過程,論述了密封(fēng)副的材料與密封性能之間的關係。指出了(le)密封技術是提高液壓支架中液壓閥使用壽命的關鍵。 液壓支(zhī)架是采煤(méi)機械(xiè)中的支護(hù)設備,經(jīng)過大修在井(jǐng)下一般可使用五年,但(dàn)是液壓支架中(zhōng)各種液壓閥的使用(yòng)壽命卻很低,長的3個月,短的(de)隻有幾個星期(qī),國外解決的途(tú)徑和(hé)辦法是增加係統的過濾精度和提高(gāo)乳(rǔ)化液的(de)質(zhì)量,但收效不大。以英國某液壓閥為(wéi)例,雖然加工精度及整個液壓係統的過濾精(jīng)度都比(bǐ)較高,但因使用壽命低,已在我國麵臨(lín)淘汰。 1 影響液壓閥密封性能(néng)的主(zhǔ)要因素 密封(fēng)元件損(sǔn)壞的主要因素是(shì)工作液中的雜質(zhì)。這些雜質(zhì)在密封元件間研(yán)磨,使閥產生泄漏(lòu)。因此,國外(wài)曾提出相應等級的(de)液壓元件,應采用相應精度(dù)的過濾器。他們認為5µM的油泵密封元件,如(rú)果采用過濾精度為3/µM的過濾器,壽命可比采用10µM的(de)提高10倍。 但液壓支架用閥,工作環境十分惡(è)劣(liè)。在采煤工作麵,油管總長1000多米,接頭(tóu)插口多達4000多(duō)個,液箱無特殊(shū)的防塵設施。乳化(huà)液中有大量的漂浮雜質(zhì),在立柱缸(gāng)底和閥腔,留(liú)有較多的煤粉、岩粒和鐵屑。進(jìn)液(yè)閥芯和閥座,由於開啟(qǐ)關閉比較頻繁,液體流(liú)速高,密封很快就會失效(xiào)。實踐證明減少支架液壓係統液體的汙染(rǎn)雜質,是十分困難的,有人曾經設想在乳化液(yè)泵站采用高壓過濾器,同時在每台支架進口處增加小型過(guò)濾器(qì)。但在工作中很(hěn)快被堵塞,形成斷流。 另一方麵(miàn),隨著液壓支架技術的發展。對閥的使用性能和閥的使用壽命(mìng)提出了更高的要求。目前,在裝有120目時的過濾器和磁過濾裝置的條件下,用通過被測試閥的(de)乳化液的總流量和閥的啟(qǐ)閉次數,來計量閥的壽命。但實際(jì)上室內型式試驗與井下實際工作結果(guǒ)相差很大。現在許多國家的形式實(shí)驗,增(zēng)加了抗汙染要(yào)求,有的(de)是在(zài)乳化液中摻入適當的煤粉,有的是加入機械雜質。 為此,需要使(shǐ)用新型的、抗汙染能力(lì)強的、適(shì)合於井下工作條件的密封副。 2 液壓閥(fá)密封材料的曆(lì)史及現狀 閥芯(xīn)和閥座接觸麵的泄(xiè)漏,是工作液體分(fèn)子擠入的結果(guǒ)。影響密(mì)封(fēng)效果的主(zhǔ)要原因是閥芯和閥座(zuò)的(de)接觸比壓、不平(píng)度及壓差。當閥芯與閥座的接合麵以P力(lì)壓緊,工作液體分(fèn)子以F力擠入,密封材料會產(chǎn)生彈性變形。如果密封副總抗力(lì)大於分子斥力,則密封有效,否則就會形成泄漏。 早期的液壓支架,運動副之間沒有其他密封措施,是金屬直接接觸密封,即要(yào)求密封副接觸平麵吻(wěn)合,具(jù)有較高(gāo)的加(jiā)工精度(dù),否則必須加大密封(fēng)副的(de)結合力,使接觸表麵產生塑性變形(xíng),堵塞泄漏通道。