对矿用液压支架油缸密封的探讨与改进

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1、2010年10月机床与液压0ct．2010第38卷第20期MACHINETO0L&HYDRAULICSVo1．38No．20DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2010．20．040矿用液压支架油缸密封的探讨与改进王万军，孔祥博(淄博爱科密封件有限公司，山东淄博255120)摘要：对矿用液压支架油缸在瞬态高压下的密封进行探讨，从结构、密封机制、材料和关键尺寸的选取方面进行分析，设计出一款新的组合自紧式密封系统。根据现场的安装使用情况以及井下技术人员反馈回来的信息，证明这种组合自紧式密封系统是有

2、效的、可靠的。关键词：结构设计；密封机制；材料；关键尺寸；自紧式密封系统中图分类号：TH137文献标识码：B文章编号：1001—3881(2010)20—119—2DiscussionandImprovementonSealingofCylinderinMiningHydraulicSupportWANGWanian．K0NGXiangbo(ZiboAikeSealComponentsCo．，Ltd．，ZiboShandong255120，China)Abstract：Thesealingofmininghydra

3、ulicsupportcylinderundertransientstatehighpressureconditionwasdiscussed．Throughanalyzingstructure，sealingmechanism，materialandcriticalsize，anewself-tightsealingsystemwasdesigned．Accordingtothein—stallationandusingsituationinsceneandtheinformationfeededback．thi

4、sself-tightsealingsystemiSvalidandreliable．Keywords：Structuraldesign；Sealingmechanism；Material；Criticalsize；Self-tightsealingsystem在矿用液压支架实际工作中，由于地质条件的复(4)经济性。密封系统要有良好的防蠕变、抗杂性、多样性，顶板来压大多具有突然性、瞬间性、老化能力，易加工，易装配。压力大等特点。要求支架立柱油缸的密封系统能在短综合上述因素，设计的密封系统结构如图1所时间内承受高压冲

5、击。而该冲击压力高达100MPa以示。密封本体、导向环安装到压盖内，其与轴接触且上，因而在轴与密封件的接触面上可能产生液体泄过盈配合；密封环1与密封环2也是过盈配合。漏，影响井下安全生产。瞬态高压条件下的密封问题相对特殊，所以国内外关于这方面的研究报道和相应文献并不多见。普通密封技术一般只能承受几十兆帕的压力，远远不能满足要求。常见的高压密封包括多级组合密封，一般不能承受高压冲击型压力且密封结构复杂，制造成督封环1本较高。图1密封系统结构1结构设计及密封机制1．2密封机制1．1结构设计设计的密封系统的密封机制如图2

6、、3所示。在对于瞬态高压工况，在设计密封系统要考虑以下低压时(图2)，密封环1与轴是过盈配合，其产生几个因素：的弹性变形使之紧密贴合在轴上，加之环1与环2过(1)可靠性。顶板释放的压力很高，且压力是盈配合，环2又对环1施加一个径向力，从而在低压瞬问冲击型的，要求有足够的可靠性。(2)保压性。支架立柱油缸要连续不断地提供支护能力，才能保障井下连续的生产工作，密封系统要有高度的保压性能。(3)高、低压的密封性。在支架工作期间，油一一缸内的压力是从0开始上升到支护压力(30MPa)环1环2环1环2后开始保压，所以密封系统

7、对于低压也要有良好的密图2密封机制(p=0)图3密封机制(P>0)封性能。收稿日期：2009—12—15作者简介：王万军(1970一)，男，学士，工程师，主要从事密封技术工作。电话：13964492856。·120·机床与液压第38卷时起到密封作用；当压力达到一定程度时(图3)，高时变形，并产生缝隙，形成迷宫，内外压力差有环2受压产生径向膨胀，推动环1径向压缩，并产生限，不承受太高压力，但由于密封的介质和温度的不轴向位移，使环1类似于三角环向缝隙处进行自紧式同，要有相应的适应性能。通过对各种常见密封材料楔人，压力越

8、大，楔入越紧，密封效果越好。的分析比较，选用丁腈橡胶或氟橡胶材料，该材料具此时主要受力如图4所示，环1刚开始时所承受有足够的弹性和一定的强度，并有标准规格，可以直的压力主要由环2传递，在环l与环2之间有一定空接购买，且价格不高。间(空问1、空间2)，但由于液体没有压力，空间12．3密封环1的选取和空间2压力非常小，可以不计。当系统压力开始升密封环1的选取相对