煤矿液压传动中液压元件密封的应用

石永红

（阳泉煤业集团有限责任公司一矿， 山西 阳泉 045029）

引言

大型煤矿机械设备都是液压传动，依靠液压元件的动作来实现运转。液压传动的动作是依密封容积的变化来传递的，密封圈在液压传动中占有关键的地位。只有密封圈性能优良，在液压传动中保证不漏油，液压传动才能正常运行。

1 液压元件的常用密封

1.1 O形密封圈

O形密封圈（见图1）是最常见的密封件，截面形状呈圆形。其广泛于煤矿机械液压设备中，既可用于固定件的密封，亦可用于运动件的密封（用于旋转密封时，仅限于低速回转密封装置）。O形密封圈最大的特点是结构简单，制造容易，密封性能好，摩擦阻力小。

图1 0形密封圈

1.2 Y形密封圈

Y形密封圈常用于活塞和液压缸之间，活塞杆与液压缸端盖之间。如图2所示，其截面形状与英文大写字母Y形相似，故而称为Y形密封圈。因其结构简单，被广泛应用于矿山机械设备中，密封效果良好。一般情况下，Y形密封圈可直接装入密封沟槽中使用，但在压力变动较大、运动速度要求较高的场合，应使用加强环固定Y形密封圈。

1.3 V形密封圈

图2 Y形密封圈

V形密封圈呈V形。由支承环、密封环和压环组成。如图3所示，该弹性橡胶密封圈起轴向作用，密封唇有较好的活动范围，能多方位补偿公差和角度偏差，可防止内部液压油向外漏泄，也可防止外界污水和尘埃物侵入。V形密封圈的接触面积大，密封可靠，摩擦阻力大。

图3 V形密封圈

1.4 U形密封圈

U形密封圈（见图4）截面呈U形，是由夹织物耐油橡胶压制而成。其工作原理与Y形密封圈类似。其密封性能好，摩擦阻力小，多用于往复运动密封装置。

图4 U形密封圈

1.5 防尘圈

防尘圈用于防止油液溢出和外界污物进入液压缸，安装在液压缸端盖的外侧。其截面有H和K形双唇结构，双作用防尘圈也有密封功能，是十分重要的密封元件。

1.6 蕾形密封圈

蕾形密封圈又称活塞杆密封圈，是一种由Y形夹织物橡胶圈和唇内橡胶圈压制粘合而成的单向实心密封圈，主要应用在煤矿液压支架立柱上，作用是防止液压元件内的乳化液泄漏。

1.7 鼓形密封圈

鼓形密封圈又称活塞密封圈，可单向或双向工作，广泛应用在煤矿设备的液压传动系统中。

Y形和V形密封圈以及U形密封圈在压力油的作用下，其唇口张开，贴紧在密封表面，油压越大密封件性能越好，因此在使用中要注意安装方向，保证其在压力油作用下能张开。

2 密封元件漏油的原因和排除方法

2.1 密封圈选用不当

密封圈选用不当会造成在使用中密封圈过松或者过紧，引起液压件不同程度地漏油，进而造成密封圈压缩量放大或者缩小，导致密封圈迅速损坏。

那么密封圈合适的压缩量是多少呢？通常情况下，用于一般设备的平面法兰固定密封，压缩率应该选择15%～25%，用于圆筒式固定密封，压缩率应该选用13%～21%，往复运动的密封，压缩率一般选用10%～12%，旋转运动的密封，压缩率一般选取3%～5%。

图5 不同压力下的密封圈情况

2.2 密封间隙过大

密封间隙过大，O形圈在压力作用下被挤入密封间隙，如图5所示。

这样，密封间隙过大，在压力作用下，密封圈就损坏了。

那么，密封圈合适的密封间隙是多少呢？一般是压力越大，密封间隙要求越小，压力小的情况下，密封间隙一般取0.14～0.25 mm。压力越大，密封间隙要求越小，一般取0.08～0.14 mm。一般工作压力P＞100 kgf/cm2时，在O形圈的承压面应加挡圈。

2.3 密封安装不正确

1）配件的棱角、键槽或过孔划伤密封圈易造成泄漏。正确的做法应将棱角倒角倒圆使其圆滑，免得划伤密封圈。一般要求端部可做成15°～30°的倒角，见图6。

2）密封圈在过螺纹的时候易受损，应用专用的金属导套安装，避免密封圈与螺纹直接接触，见图7。

3）密封圈如果存在安装扭曲，在运转时就容易被破坏，必须拆下重装。安装中一定要注意检查密封圈是否安装正确。

图6 15°～30°倒角示意图

图7 专用金属导套安装示意图

2.4 润滑不良

骨架油封密封件刃口处“临界油膜”的存在，可减少骨架油封密封件刃口磨损，否则将因缺油形成干摩擦致使骨架油封密封件被烧坏。一般选用锂基润滑脂润滑。保证轴表面骨架油封密封件清洁、润滑。为了防止灰尘等侵入唇部，还可以增设防尘装置。

2.5 磨损

密封圈的使用期限一般为3 000～5 000 h，若密封圈使用超时，应及时更换新的密封圈并保证尺寸一致。

使用新的密封圈时，也要仔细检查其表面质量，确定无小孔、凸起物、裂痕和凹槽等缺陷，并有足够的弹性后再使用。检修时，选择规格大小合适的密封圈，应用专业的拆装工具并选择正确的润滑方式和安装方法，密封圈的漏油是可以避免的。

3 结语

1）在煤矿设备的液压传动系统中，漏油是经常发生的毛病之一。密封是防止漏油的最有效和最主要的方法，对密封元件进行合理的使用，是保证煤矿机械设备正常运行的基础。

2）要着力加强液压件检修工的技术培训，提高检修人员的业务水平，对密封件进行认真检修保养，严格按规程检修，使液压件处于良好正常运行状态，充分发挥密封件的最大潜能，以保障安全生产。