新型聚氨酯材料密封近年来聚氨酯材料开始在液压支架密封中得到大量使用,并取得了良好效果。早在10年前,德国DBT公司液压支架开始使用聚氨酯材料密封,美国久益公司也使用聚氨酯材料密封,其液压缸的使用寿命达到10a.我国近几年开始试验聚氨酯材料密封,取得了初步成果。但是,国产聚氨酯材料的性能和质量与液压支架密封要求有较大的差距。
国产聚氨酯密封的质量问题是材料质量差,从原材料源头难以保证质量;化学成份不稳定;生产工艺落后,采用模具浇注方式生产。损坏的原因主要是密封在高压乳化液的反复作用下和化学浸蚀下易破损;由于材料的化学组织和致密度不均匀,在剧烈的磨损下性能弱的部位发生损坏。
兖矿集团为了提高液压支架的可靠性和寿命,从2000年开始试验国产聚氨酯材料密封,经过4年的摸索,为聚氨酯密封的使用积累了经验。在经过充分的调研论证后,现采用国外进口的聚氨酯密封,连续应用在两套液压支架的立柱和液压缸中。目前,神东公司、中煤集团平朔煤矿、晋城煤业集团等大型煤田也使用了国外进口的聚氨酯密封。
密封的结构密封件的作用是靠自身的变形,填塞密封面间隙而实现密封的。橡胶密封在结构方面多年来保持了单一的橡胶或简单的组合结构;同时,为了改善密封性能,设计了聚甲醛挡环。
现在进口聚氨酯密封已发展为优化组合密封,其结构是密封带使用高性能聚氨酯,带下面采用丁晴橡胶作内层。密封形状根据沟槽设计,密封带的形状根据密封要求多种多样。同样为了避免密封圈被挤入间隙,也设置了防挤环,如下。
密封沟槽的尺寸沟槽的设计除了满足安装需要外,主要应考虑满足密封变形需要。为了提高密封的可靠性和寿命,现在密封沟槽的尺寸要求更加合理、先进:(1)对于组合密封要保证内圈与密封带同时变形,考虑制造的工艺性;(2)合理的密封间隙;(3)为了提高密封性能和延长密封寿命,降低了沟槽内的粗糙度,沟槽垂直面达到Rz10m,Ra08m,沟槽底Rz63m,Ra040m;缸体内壁Rz25m,Ra025m;活塞杆表面粗糙度Rz25m,Ra025m.
液压支架用密封理论的新认识(1)表面粗糙度的要求。液压支架由于工作压力高,一旦出现泄漏就会严重影响工作,因此对密封性能和寿命要求很高。密封损坏的原因和机理主要是磨损、机械损伤和化学腐蚀3个方面。从摩擦学、密封学理论和笔者实践表明,表面粗糙度应合理降低,设计达到Rz25m,Ra025m,在密封面能够形成有效的密封带,密封能够得到较好的润滑,可达到保持工作条件良好,寿命长的目的。
(2)提高正压力可以有效地改善密封效果。
密封制造技术的发展目前橡胶密封仍然以模压成型制造为主,其质量取决于橡胶质量,炼胶、模压工艺水平,影响因素较为复杂;模压生产的聚氨酯密封质量也难以保证。进口高质量的聚氨酯密封件采用计算机控制的自动机床制造,型材切削加工。