液壓支架液壓閥密封技術(shù)概述及其分析

【導(dǎo)讀】液壓支架中各種液壓閥的使用壽命很低，國外解決的途徑和辦法是提高系統(tǒng)的過濾精度和提高乳化液的質(zhì)量，但收效不大。本文分析了支架閥的密封副的發(fā)展過程，論述了密封副的材料與密封性能之間的關(guān)系。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。

液壓支架是采煤機(jī)械中的支護(hù)設(shè)備，經(jīng)過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，長的3個(gè)月，短的只有幾個(gè)星期，國外解決的途徑和辦法是增加系統(tǒng)的過濾精度和提高乳化液的質(zhì)量，但收效不大。以英國某液壓閥為例，雖然加工精度及整個(gè)液壓系統(tǒng)的過濾精度都比較高，但因使用壽命低，已在我國面臨淘汰。

    一、影響液壓閥密封性能的主要因素

    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，使閥產(chǎn)生泄漏。因此，國外曾提出相應(yīng)等級(jí)的液壓元件，應(yīng)采用相應(yīng)精度的過濾器。他們認(rèn)為5μM的油泵密封元件，如果采用過濾精度為3／μM的過濾器，壽命可比采用10μM的提高10倍。

    但液壓支架用閥，工作環(huán)境十分惡劣。在采煤工作面，油管總長1000多米，接頭插口多達(dá)4000多個(gè)，液箱無特殊的防塵設(shè)施。乳化液中有大量的漂浮雜質(zhì)，在立柱缸底和閥腔，留有較多的煤粉、巖粒和鐵屑。進(jìn)液閥芯和閥座，由于開啟關(guān)閉比較頻繁，液體流速高，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)，是十分困難的，有人曾經(jīng)設(shè)想在乳化液泵站采用高壓過濾器，同時(shí)在每臺(tái)支架進(jìn)口處增加小型過濾器。但在工作中很快被堵塞，形成斷流。

    另一方面，隨著液壓支架技術(shù)的發(fā)展。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，在裝有120目時(shí)的過濾器和磁過濾裝置的條件下，用通過被測試閥的乳化液的總流量和閥的啟閉次數(shù)，來計(jì)量閥的壽命。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。現(xiàn)在許多國家的形式實(shí)驗(yàn)，增加了抗污染要求，有的是在乳化液中摻入適當(dāng)?shù)拿悍?，有的是加入機(jī)械雜質(zhì)。

    為此，需要使用新型的、抗污染能力強(qiáng)的、適合于井下工作條件的密封副。

    二、液壓閥密封材料的歷史及現(xiàn)狀

    閥芯和閥座接觸面的泄漏，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、不平度及壓差。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，密封材料會(huì)產(chǎn)生彈性變形。如果密封副總抗力大于分子斥力，則密封有效，否則就會(huì)形成泄漏。

    早期的液壓支架，運(yùn)動(dòng)副之間沒有其他密封措施，是金屬直接接觸密封，即要求密封副接觸平面吻合，具有較高的加工精度，否則必須加大密封副的結(jié)合力，使接觸表面產(chǎn)生塑性變形，堵塞泄漏通道。

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