液压支架液压阀的密封技术及其分析
液压支架是采煤机械中的支护设备,经过大修在井下一般可使用五年,但是液压支架中各种液压阀的使用寿命却很低,长的3个月,短的只有几个星期,国外解决的途径和办法是增加系统的过滤精度和提高乳化液的质量,但收效不大。
1.影响液压阀密封性能的主要因素
密封元件损坏的主要因素是工作液中的杂质。这些杂质在密封元件间研磨,使阀产生泄漏。因此,国外曾提出相应等级的液压元件,应采用相应精度的过滤器。他们认为5μM的油泵密封元件,如果采用过滤精度为3/μM的过滤器,寿命可比采用10μM的提高10倍。
但液压支架用阀,工作环境十分恶劣。在采煤工作面,油管总长1000多米,接头插口多达4000多个,液箱无特殊的防尘设施。乳化液中有大量的漂浮杂质,在立柱缸底和阀腔,留有较多的煤粉、岩粒和铁屑。进液阀芯和阀座,由于开启关闭比较频繁,液体流速高,密封很快就会失效。实践证明减少支架液压系统液体的污染杂质,是十分困难的,有人曾经设想在乳化液泵站采用高压过滤器,同时在每台支架进口处增加小型过滤器。但在工作中很快被堵塞,形成断流。
另一方面,随着液压支架技术的发展。对阀的使用性能和阀的使用寿命提出了更高的要求。目前,在装有120目时的过滤器和磁过滤装置的条件下,用通过被测试阀的乳化液的总流量和阀的启闭次数,来计量阀的寿命。但实际上室内型式试验与井下实际工作结果相差很大。现在许多国家的形式实验,增加了抗污染要求,有的是在乳化液中掺入适当的煤粉,有的是加入机械杂质。
为此,需要使用新型的、抗污染能力强的、适合于井下工作条件的密封副。
2.液压阀密封材料的历史及现状
阀芯和阀座接触面的泄漏,是工作液体分子挤入的结果。影响密封效果的主要原因是阀芯和阀座的接触比压、不平度及压差。当阀芯与阀座的接合面以P力压紧,工作液体分子以F力挤入,密封材料会产生弹性变形。如果密封副总抗力大于分子斥力,则密封有效,否则就会形成泄漏。
早期的液压支架,运动副之间没有其他密封措施,是金属直接接触密封,即要求密封副接触平面吻合,具有较高的加工精度,否则必须加大密封副的结合力,使接触表面产生塑性变形,堵塞泄漏通道。
RCS活塞杆用非金属导向环
RCT活塞非金属导向环
对于在液压缸内运行的活塞或活塞杆,耐磨环具有精准的导向作用,并可吸收径向力。同时,耐磨环可防止液压缸内滑动部件的金属接触。与金属耐磨环比较,非金属耐磨环有许多优点。其中,夹布酚醛和四氟导向环有现场切割型和即用型。
1.良好的耐磨特性
2.避免金属间的接触
3.能抑制机械震动
4.由于耐磨环的对中作用,允有较大径向间隙
5.沟槽简单,易于安装
6.低维修成本基于上述优点,所以它被广泛使用
材料:
1.聚四氟乙烯PTFE3(通用材料)、PTFE4(水等低粘度介质适用)、PTFE1(气动等低摩擦要求)
2.聚甲醛POM或尼龙PA及其改性材料
3.酵醛树脂+加强纤维PRIF
RC2061活塞杆(轴)用加强齿形组合密封(水泥浆密封)
本密封是由一个高功能工程塑料材料的特殊设计的齿形密封环和一个O形橡胶圈组合而成,适用于液压往复和旋转运动单向密封。主要应用于柱塞泵、泥浆泵、螺杆钻具、钻机、石油戡探设备、混凝土搅拌站等。具有高寿命、低摩擦、密封性好、结构空间小、安装使用维修方便等特点。特殊的密封唇口和厚度优化设计即使在水泥浆等恶性介质中也具有良好的密封效果。
用于泥浆类介质的密封时,建议两道(或多道)密封之间注脂润滑。
RC2062活塞(孔)用加强齿形组合密封(水/泥浆密封)
本密封是由一个高功能工程塑料材料的特殊设计的齿形密封环和一个O形橡胶圈组合而成,适用于液压往复和旋转运动单向密封。具有高寿命、低摩擦、密封性好、结构空间小、安装使用维修方便等特点。特殊的密封唇口和厚度优化设计即使在水泥浆等恶性介质中也具有良好的密封效果。