行星減速機密封件技術發展動向

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的過濾精度和提高乳化液的質量，但收效不大。本文分析了支架閥的密封副的發展過程，論述了密封副的材料與密封性能之間的關系。指出了密封技術是提高液壓支架中液壓閥使用壽命的關鍵。

　　一、行星減速機普通型密封件的技術發展動向

　　隨著機械產品使用條件的日益嚴酷、對橡膠密封制品的使用條件也提出了更高的要求，例如在航天、航空工業、石油及礦山工業、工程機械及交通運輸工業、能源工業等使用膠密封，往往要適應較寬的溫度環境及高壓、砂塵等嚴酷環境。據1984年國際橡膠會議資料，汽車、拖拉機中的旋轉軸唇形密封圈使用條件已有了較大發展。

　　由于使用條件的變更，將使特種橡膠消耗量不斷增加，要求發展新型密封件，提高密封件的使用壽命及可靠性。

　　旋轉軸唇形密封圈的工作壓力通常在0.1～3.5MPa，最高速度為15~20m/s。流體動力型的最高速度可達25~32m/s。但在較高情況下，工作壓力稍低一些。密封元件損壞的主要因素是工作液中的雜質。這些雜質在密封元件間研磨，使閥產生泄漏。因此，國外曾提出相應等級的液壓元件，應采用相應精度的過濾器。他們認為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，工作環境十分惡劣。在采煤工作面，油管總長1000多米，接頭插口多達4000多個，液箱無特殊的防塵設施。乳化液中有大量的漂浮雜質，在立柱缸底和閥腔，留有較多的煤粉、巖粒和鐵屑。進液閥芯和閥座，由于開啟關閉比較頻繁，液體流速高，密封很快就會失效。實踐證明減少支架液壓系統液體的污染雜質，是十分困難的，有人曾經設想在乳化液泵站采用高壓過濾器，同時在每臺支架進口處增加小型過濾器。但在工作中很快被堵塞，形成斷流。

　　往復動密封的系統壓力一般在20MPa以下，在航天、航空工業中使用的高性能組合密封，系統壓力可達56MPa。此時，最高工作速度為1m/s。另一方面，隨著液壓支架技術的發展。上海擺線減速機廠對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，來計量閥的壽命。但實際上室內型式試驗與井下實際工作結果相差很大。現在許多國家的形式實驗，增加了抗污染要求，有的是在乳化液中摻入適當的煤粉，有的是加入機械雜質。隨著我國經濟建設的發展，目前已提出了開發在高寒、沙漠與水下等環境中使用的密封件的要求。

　　二、行星減速機擠壓型密封件的技術發展動向

　　擠壓型密封特別是O型圈在密封件中一直應用廣泛。其他如X型、T型、D型、方形、三角形等型式，適合在不同場合下應用。

　　改進的方向是使其密封性能穩定可靠，提高其耐壓能力，降低摩擦力。也可以和低摩擦的塑料如聚四氟乙烯、尼龍的滑環與支承環形成組合密封。提高其耐壓力及降低摩擦力。有一些制造廠的產品許可達到速度7.5m/s，密封壓力5.6MPa。

　　三、行星減速機往復動唇形密封的技術發展動向

　　往復動唇形密封又稱唇形襯墊或皮碗，相當廣泛地應用于液壓系統的往復油缸動密封。這種密封受壓面呈唇形，在安裝時有極小過盈，使唇緣與密封面充分接觸產生密封作用。當油缸工作時，隨著壓力的升高，其接觸力與接觸面積增加，從而密封性提高。而在油缸回程時，壓力隆低，接觸面積與摩擦均低于工作行程，因此產生呼吸作用，潤滑唇口。閥芯和閥座接觸面的泄漏，是工作液體分子擠入的結果。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，密封材料會產生彈性變形。如果密封副總抗力大于分子斥力，則密封有效，否則就會形成泄漏。早期的液壓支架，運動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合力，使接觸表面產生塑性變形，堵塞泄漏通道。

　　往復動密封的型式很多，常見的有J型、L型、U型、V型與Y型等。還有各種組合及復合密封。如彭形、蕾形、多唇形密封等。

　　在高壓下的必須防止擠出，選用具有足夠抗撕強度、硬度與模量。或是帶有支承環進行保護，或是采用增強的彈性體。一些高壓、高速或高溫下使用的密封往往使用復合組合式密封，如霞板公司(Shamban )公司的"Turcon"滑環組合密封、卡爾•弗倫登堡公司和日本油封公司的"NCF","SIMKO"高效組合密封、道蒂公司的Balmaster，霍爾公司的Hallprone等。

　　它們的共同特點是有兩個唇口與油缸壁接觸。密封部位中間設有凹槽，可以貯存介質，改善了潤滑性，唇損小，密封可靠，而用于氣動系統的唇密封則要求在無油潤滑的狀態下工作，故此與液壓系統的唇密封結構有所不同.目前多半采用在密封唇部設有貯存潤滑脂的槽或在唇部粘接有低摩擦塑料或布的結構以提高其使用壽命，有的從結構上想法降低密封唇的接觸面積與接觸壓力，有的將防塵刮板與密封件做成一體的結構。

　　四、行星減速機旋轉軸唇形密封技術發展動向

　　目前相似結構的品種已不下200種。如流體動力型、內包骨架、裝配式、外露骨架、粘接聚四氟乙烯的AF型、雙模量回流型等等。外露骨架裝配式的優點是定位準確。同軸度高、導熱散熱條件好。在壓力和振動作用下穩定，因而有較高的使用壽命，同時節省膠料。雙模量回流型運用波形密封理論，通過在密封接觸部位增加一種低定伸、易變形材料，即可獲得回流效果，同時可降低產品設計與模具加工費用。

　　液壓支架是采煤機械中的支護設備，經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個月，短的只有幾個星期，國外解決的途徑和辦法是增加系統的過濾精度和提高乳化液的質量，但收效不大。以英國某液壓閥為例，雖然加工精度及整個液壓系統的過濾精度都比較高，但因使用壽命低，已在我國面臨淘汰。