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行星减速机密封件技术发展动向

Tags: 行星减速机    发布时间: 2010-04-02

    液压支架中各种液压阀的使用寿命很低,国外解决的途径和办法是提高系统的过滤精度和提高乳化液的质量,但收效不大。本文分析了支架阀的密封副的发展过程,论述了密封副的材料与密封性能之间的关系。指出了密封技术是提高液压支架中液压阀使用寿命的关键。

  一、行星减速机普通型密封件的技术发展动向

  随着机械产品使用条件的日益严酷、对橡胶密封制品的使用条件也提出了更高的要求,例如在航天、航空工业、石油及矿山工业、工程机械及交通运输工业、能源工业等使用胶密封,往往要适应较宽的温度环境及高压、砂尘等严酷环境。据1984年国际橡胶会议资料,汽车、拖拉机中的旋转轴唇形密封圈使用条件已有了较大发展。

  由于使用条件的变更,将使特种橡胶消耗量不断增加,要求发展新型密封件,提高密封件的使用寿命及可靠性。

  旋转轴唇形密封圈的工作压力通常在0.1~3.5MPa,最高速度为15~20m/s。流体动力型的最高速度可达25~32m/s。但在较高情况下,工作压力稍低一些。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。

  往复动密封的系统压力一般在20MPa以下,在航天、航空工业中使用的高性能组合密封,系统压力可达56MPa。此时,最高工作速度为1m/s。另一方面,随着液压支架技术的发展。上海摆线减速机厂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。随着我国经济建设的发展,目前已提出了开发在高寒、沙漠与水下等环境中使用的密封件的要求。

  二、行星减速机挤压型密封件的技术发展动向

  挤压型密封特别是O型圈在密封件中一直应用广泛。其他如X型、T型、D型、方形、三角形等型式,适合在不同场合下应用。

  改进的方向是使其密封性能稳定可靠,提高其耐压能力,降低摩擦力。也可以和低摩擦的塑料如聚四氟乙烯、尼龙的滑环与支承环形成组合密封。提高其耐压力及降低摩擦力。有一些制造厂的产品许可达到速度7.5m/s,密封压力5.6MPa。

  三、行星减速机往复动唇形密封的技术发展动向

  往复动唇形密封又称唇形衬垫或皮碗,相当广泛地应用于液压系统的往复油缸动密封。这种密封受压面呈唇形,在安装时有极小过盈,使唇缘与密封面充分接触产生密封作用。当油缸工作时,随着压力的升高,其接触力与接触面积增加,从而密封性提高。而在油缸回程时,压力隆低,接触面积与摩擦均低于工作行程,因此产生呼吸作用,润滑唇口。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。

  往复动密封的型式很多,常见的有J型、L型、U型、V型与Y型等。还有各种组合及复合密封。如彭形、蕾形、多唇形密封等。

  在高压下的必须防止挤出,选用具有足够抗撕强度、硬度与模量。或是带有支承环进行保护,或是采用增强的弹性体。一些高压、高速或高温下使用的密封往往使用复合组合式密封,如霞板公司(Shamban )公司的“Turcon”滑环组合密封、卡尔?弗伦登堡公司和日本油封公司的“NCF”,“SIMKO”高效组合密封、道蒂公司的Balmaster,霍尔公司的Hallprone等。

  它们的共同特点是有两个唇口与油缸壁接触。密封部位中间设有凹槽,可以贮存介质,改善了润滑性,唇损小,密封可靠,而用于气动系统的唇密封则要求在无油润滑的状态下工作,故此与液压系统的唇密封结构有所不同.目前多半采用在密封唇部设有贮存润滑脂的槽或在唇部粘接有低摩擦塑料或布的结构以提高其使用寿命,有的从结构上想法降低密封唇的接触面积与接触压力,有的将防尘刮板与密封件做成一体的结构。

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