液压支架立柱的装配和漏液原因

收稿日期：2012－08－10作者简介：邢金岭（1961—），男，河南荥阳人，2010年5月毕业于西安科技大学，工程硕士，电气工程师，现任神华神东煤炭集团设备维修中心副主任，主要从事设备维修管理工作。

液压支架立柱的装配和漏液原因邢金岭张晓东（神华神东煤炭集团设备维修中心，内蒙古鄂尔多斯017200）摘要：液压支架立柱的密封的装配的准备工作及注意事项，从机械损坏、表面粗糙度状况、密封状况方面分析判断立柱漏液的原因及其预防纠正措施。

关键词：装配；唇形密封；注意事项；故障处理doi ：10．3969/j．issn．1008－0155．2012．11．044中图分类号：F406．3；TD35文献标志码：C文章编号：1008－0155（2012）11－0069－03一、密封装置的概述及立柱原理结构1．密封概述:不同的角度对密封进行分类，一般可分为运动密封和固定密封两大类（即动密封和静密封）。

运动密封又可按运动方式分为转动密封、往复运动密封盒旋动密封。

1．1材料材料是密封技术的物质基础，由于被密封的介质具有各种不同的特性，因此要求材料具有不同的适应性，没有品种繁多的密封材料是办不到，以用得最多的橡胶为例，天然橡胶已远远不能满足工程上的要求，各种人工合成橡胶的出现，使密封技术取得很大进展，目前广泛用作密封件的橡胶有丁腈橡胶、氯丁橡胶、硅橡胶、氟橡胶和聚氨酯橡胶等，国外还用有共聚氯醇橡胶、磷腈橡胶等，这要求合成化学工业不断提供新的橡胶制品，应当指出的是，在选择密封材料时，不应笼统的采用某类耐酸胶或者耐油胶，因为不论是酸或乳化液，其种类繁多，特性各异，即使同一种酸，浓度不一样，特性也不同，因此，应根据介质的具体情况，有针对性地选择合适材质。

1．2加工工艺良好的加工和成型工艺是保证密封件尺寸精度、表面特性和提高抗腐、耐磨能力的有效手段，与密封有关的加工工艺包括模压、浸渍、喷涂、烧结、焊接、电镀和表面热处理等，同一材料，如果处理工艺不同，几乎可以得到完全不同的材料特性。

在喷涂陶瓷方面，目前采用等离子喷涂方法，但是喷涂之后的表面致密性差，多孔，易炸裂，不能满足密封要求，如果工艺上加以改进，则是一种耗材极少，抗腐蚀性优异的好办法。

在电镀方面，如果镀层厚度不均匀，易脱皮，用在金属空心O 形环表面上会直接影响密封效果。

这方面的问题大多是镀前的表面处理进行的不好所造成的。

只要在酸洗、除油、除锈等方面严格操作，电镀方面就不会有什么突出的质量问题。

模压工艺在密封件制造工艺中用得较多，但许多橡胶密封模压的尺寸和精度，常常被人们忽视，以为他们是弹性体，尺寸差一点没关系，所以压出后的成品往往形状、尺寸，特别是必要的公差得不到保证，且分型面上常有飞边和毛刺，这对于密封都是很不利的，以用得很多的橡胶O 形圈为例，它是以给定的压缩变形量来工作的，假定往复运动的O 形圈工作时压缩变形量为10%，如果因尺寸精度差，保证不了10%，就会产生泄露，此外，由于O 形圈以预拉伸状态安装在活塞上，当运动摩擦发热时，O 形圈不是热膨胀，而是热收缩（拉伸状态下的橡胶受热收缩称焦耳效应），这样也可能使压缩变形量小于10%而泄露。

所有密封设计人员必须严格给定尺寸和精度，并考虑此种效应引起的收缩量，生产出在自由状态下具有严格尺寸和精度的密封件，而对那些易变形走样的弹性元件应密封包装，限期使用，过期作废。

1．3腐蚀和防腐密封面的腐蚀是引起泄露的主要原因之一，密封设计的同时，常常必须考虑防腐问题。

腐蚀有均匀腐蚀、浸蚀或汽蚀、电化学腐蚀、点蚀、间隙腐蚀和晶间腐蚀等。

一处被腐蚀常常是多种腐蚀原因引起的，作防腐处理时，应妥善分析，区别对待。

有的人在做腐蚀设计时，常常不加分析地滥用不锈钢，这是很错误的，选用不当，不但不能解决防腐问题，而且会浪费昂贵的镍铬特殊合金材料。

2．立柱原理及结构液压缸按照作用方式可分为单作用液压缸和双作用液压缸，液压支架的立柱属于双作用双伸缩液压缸，立柱由外缸筒、二级缸筒、活柱和导向套组成（图1），为了保证液压支架达到原设计的工作阻力，要求立柱部件动作顺序必须按照二级缸动作完全部行程，其次动作活柱的顺序，通过二级缸底部安装的单向阀来实现。

二、立柱的装配及注意事项1．密封的装配的要求1．1装配前保证密封件的存储地点凉爽、干燥和避光，避免密封变形失效。

·96·图11．2检查密封件的沟槽区域是否存在可能造成密封件损伤的地方，去除金属件上所有尖锐的边缘和毛刺，特别注意安装时需要通过或滑过的孔道、沟槽和螺纹，尤其是安装活塞杆密封和活塞密封的部位，使用专用的纱布磨头进行表面处理，要求沟槽地面的光洁度（Ra≤1．6um），沟槽的侧面的光洁度（Ra≤3．2um）。

1．3清除所有密封件的沟槽区域，保证不存在金属颗粒和其他污染物。

检查所有靠近密封件装配通道的金属表面是否存在污垢、细屑或其他污染物。

1．4安装导向套静密封圈时，如经过的螺纹直径和密封件直径之间的间距很小，必须使用某种形式上的遮盖螺纹的保护装置，防止密封安装过程中损坏唇形，导致漏液。

1．5组装密封的过程中在所有的密封件和金属件上涂抹足够量的干净的工作流体或兼容的润滑脂。

1．6安装导向环前，轻轻地挤压导向环切口两端，使其重叠，切口宽度应该符合以下要求：1）直径≦50mm，宽度为1．50至3．00mm2）直径≦120mm，宽度为3．50至5．00mm3）直径≦250mm，宽度为7．25至9．00mm4）直径≦550mm，宽度为15．00至17．00mm1．7导向环安装就位会“卡”进自身的沟槽里，若密封左右同时有两个导向环时，则选择导向环使两个切口大约呈180度。

1．8O形密封圈是压紧型密封，故在其装入密封沟槽时，必须保证O形密封圈有一定预压缩量，一般截面直径压缩量为8% 25%。

O形密封圈对被密封表面的粗糙度要求很高，一般规定静密封零件表面粗糙度Ra值为6．3 3．2um，动密封零件表面粗糙度Ra值为0．4 0．2um。

1．9装配前需将O形圈涂润滑油。

当工作压力超过一定值时（一般10MPa）时，应安装挡圈，需特别注意挡圈的安装方向，单边受压，装于反侧。

1．10装配时不得过分拉伸O形圈，也不得是密封圈产生扭曲。

1．11唇形密封圈在装配前，要仔细检查密封圈是否符合质量要求，特别是唇口处不应有损伤、缺陷等。

1．12在装配中，应尽力避免使其有过大的拉伸，以免引起塑性变形，当现场温度较低时，为便于装配，可将唇形密封圈放入60度左右的热油中加热，但不可超过唇形圈的使用温度。

2．立柱部件装配要求2．1立柱的外缸、中缸由于在使用过程中，产生锈蚀，返厂检修过程中，为了保证表面粗糙度，保证密封的损坏，需要对外缸和中缸进行珩磨加工，珩磨加工是内孔加工的一种有效方法，它是利用可涨缩的磨头使珩磨压向工件的表面，以产生一定的接触面积和相应的压力，在适当的冷却液作用下，油石对被加工表面进行加工，从而改善缸筒的表面质量，在珩磨过程中采用定量进给的珩磨过程，珩磨后的缸筒的内表面的光洁度（Ra≤1．6um），保证了密封在运动过程中保证密封完好性。

2．2立柱缸口螺纹的位置：目前使用的立柱外缸和中缸全部使用导向套螺纹固定，目前有两种不同位置，一种是立柱的静密封配合位置的缸口在螺纹的外侧，另外一种是立柱的静密封配合位置的缸口在螺纹的内侧。

2．2．1螺纹在缸口的内侧：立柱的外缸和中缸在加工阶段为装配考虑，缸口位置处有30ʎ倒角，由于倒角过大，导向套根部位置处安装O形圈时，起不到作用，外部的水容易通过倒角部位进入立柱缸口位置，经过一段时间后，缸口产生锈蚀，表面粗糙度等级降低，由于缸筒内部压力变化的原因，导向套的静密封随着压力的变化，也在相对运动，当静密封被迫将唇形磨损，就会产生漏液现象。

2．2．2螺纹在缸口外侧：由于螺纹在立柱的外缸和中缸的外侧，外部少量的水经过导向套的根部进入缸筒内，水只停留在静密封的外侧，由于缸口静密封位置处于乳化液浸泡中，在一定程度上能够缓解静密封位置处的锈蚀，间接地使静密封的寿命得到了延长，从尔保证立柱的正常使用。

2．3缸口修复工艺：当立柱的工作循环达到3000次以上时，立柱的外缸和中缸口由于锈蚀，产生斑坑，·07·导致缸口粗糙度的等级降低，静密封在使用过程中磨损加剧，导致漏液。

为了改变漏液的状况，需要对缸口进行修复，修复工艺如下：2．3．1加工流程：找正—装卡—车（镗）口部—焊接—（机床）找正—装卡—车（镗）。

2．3．2加工所需设备：CA6180车床、T6916D落地镗铣床。

2．3．3不锈钢焊丝材料：焊条采用A107不锈钢焊条。

2．3．4工艺手段：1）找正，焊接前找正不大于0．1mm，装卡至加工位置。

2）车（镗）油缸缸口，单边车下1．5mm。

3）补焊，补焊油缸缸口修复位置，单边补焊3mm，要保证焊接的熔化深度为0．1mm－0．2mm，保证加工的余量，焊接后放置于常温后方可进行机架。

4）找正，焊接后找正不大于0．03mm，装卡至加工位置。

5）精镗，将缸口精镗至要求尺寸。

6）去毛刺，打磨缸口，保证加工粗糙度不低于1．6um。

修理完成，按照图纸的技术要求对被修缸口进行检测，并做好记录。

2．4首先将二级缸组装到一级缸，然后将活塞杆组装到二级缸内，尽可能垂直进行安装，这样由于重力的原因，立柱的密封可能达到最大可能的保护，防止在组装过程中拉伤或碰伤密封，立柱的组装倒角应该尽可能地延长和平缓，确保所有边缘没有毛刺，组装倒角和缸壁的相交处要圆滑。

2．5在组装导向套过程中，当使用自动旋转装缸设备组装导向套时，活塞密封相对于缸壁以及活塞杆密封件相对于活塞杆的最大表面线速度不能超过0．1米/秒，转速（转/分钟）=线速度（米/秒）*19108/直径（毫米），最大转速=1900/直径（毫米）。

2．6完成组装后，使用立柱试验台进行密封性能试验，在测试前使用较低的压力缓慢地全冲程的动作几次，以彻底地清除掉液压缸内残存的气体，防止狄塞尔效应的产生，狄塞尔效应即含有易挥发成分的气体在快速上升压力的作用下发生局部爆燃的现象，在爆燃瞬间可能会对密封造成伤害。

三、立柱漏液的故障分析及对策1立柱漏液的分析1．1密封槽的底径过大，安装O形密封圈和Y形密封圈的槽底直径，如在使用过程中由于锈蚀的缘故，使用砂轮片进行打磨，导致密封槽底径变大，则密封圈的压缩余量变大，装配时会造成密封件的损坏。

密封圈装入槽内以后，应该用游标卡尺检查其外径大小（及检查密封圈的压缩余量）。

一般情况下，O 形密封圈的直径方向应有0．6 0．7毫米左右，Y形密封圈应有0．6 1．5毫米左右的压缩余量。

1．2装配过程中，用螺丝刀等工具按压密封圈造成的损伤，通常情况下，安装导向套时，缸筒的倒角合乎要求，如不能到位，使用铜棒轻轻敲打，在密封圈产生变形的同时，导向套可顺利的装入缸筒内，如果导向套或活塞不符合要求，密封圈被卡住，如果使用螺丝刀等工具强行安装，密封圈被划伤，尤其是Y形密封或组合活塞密封，更难于装配，因此，欲不使其划伤，密封圈四周应圆滑，呈收缩状，在密封圈处于贴紧状态下，再将导向套装进去。