水轮机接力器活塞缸组合密封更换

水轮机接力器活塞缸组合密封更换

【摘要】组合密封结构是现在工程机械广泛应用的密封形式，其密封元件的安装与更换关系到密封系统的功能的正常发挥。本文对接力器组合密封系统元件的组成、工作原理进行了分析，并且提出了安装和更换时的有效方法。

【关键词】组合密封；接力器活塞缸；更换方法

0引言

接力器为液压元件，在制造、装配、实验和安装运行过程中，它的漏油问题，直接影响着产品的合格率及电站安装后的正常安全使用[1]。

早期的接力器活塞缸的密封多为多圈开口铸铁环密封，但是由于性能较差，现在早已不用。20世纪60至80年代时用得比较多的是多圈O形密封环。它的优点是密封性能好、压缩量比较大，但是存在耐磨性能差、摩擦力大的缺点，现在一般的工程机械也不多用。现在用得比较多的是双引导环组合密封结构[2]。此结构形式密封可靠，耐磨性能好，但是安装和更换时经常会出现导向环受力不均匀，接力器的活塞套不进活塞缸等情况。因此如何能更好的、有效的对组合密封系统进行更换，是电站工作人员应认识和了解的一项技能。

１组合密封系统的组成和原理

图1活塞组合密封结构示意图

组合密封通常由一个主密封环和一个辅助弹性密封元件组成（见图1），属接触型自紧式密封。主密封环（又称导向环）截面形状为矩形，材料为聚四氟乙烯，其相对配合间隙较松，主要解决在长行程液压缸中活塞的导向问题，也是活塞的初级密封。里层的弹性密封元件一般采用O形橡胶圈，安装时，主密封环和弹性体密封环放置于同一沟槽中，并给弹性密封环一定的压缩量。这种方式的组合密封一方面利用了橡胶较好的可压缩性，能产生一定的压力，同时利用了聚四氟乙烯的耐磨性，可以使之能够长期有较好的密封性能。

当受到低压流体作用时，弹性密封环受压缩产生的初始应力作用在聚四氟乙烯环上，既阻止了低压流体的渗漏，同时通过主密封环把接触力传递到主密封环与金属接触表面之间的通道，起到初始密封的作用。当密封压力增加时，流体压力把O形密封环推向低压侧，与槽壁紧密接触。在高压流体作用下，O形圈发生变形，并挤压套在其外面的四氟乙烯主密封环，使主密封环与金属表面的接触应力增加。流体的压力越高，挤压应力也就越大，以此达到自紧式密封的作用。

2组合密封的更换方法

长时间的运行中，O型圈发生老化，失去了原有的弹性，不再具有对密封环的挤压应力,密封效果变差，造成接力器活塞缸的前后腔串油，有可能达不到动作压力，会给我们的安全运行带来很大的影响。因此，当机组运行一定时间后，我们就必须对其接力器的组合密封进行更换。

O型密封圈具有一定的伸缩量，弹性系数较大，因此容易安装；但是导向环伸缩量很小，弹性较小，不易安装。如果用改刀将导向环强制安装，就会导致导向环受到外界较大应力后难以恢复原有尺寸，就会出现接力器的活塞缸套不进活塞腔的情况。而且导向环受到的外力也是不均匀的，更是难以收缩均匀，有的地方能够回收到理想尺寸，而受力较大的部分就不容易收缩至理想尺寸，影响安装质量，因此必须用特殊的方法进行安装。

2．１加热法

2．１．１拆出接力器活塞，并用破布擦拭活塞表面油渍，将活塞垂直放置；

2．１．２用改刀和榔头敲开旧的导向环，拆除导向环和O型圈；

2．１．３擦净密封圈凹槽，将新的O型圈套入其中；

2．１．４将新的导向环浸入盛有适量油的油盆中，并用电磁炉对其加热，温度加至120℃，保温10min；（温度可由红外线测温仪测量）

2．１．５戴上隔热手套，用镊子取出新导向环，擦拭干净后将导向环套向活塞缸密封凹槽；

2．１．６冷却数分钟后，用白布条裹紧刚安装上去的接力器组合密封；

2．１．７将温度为100℃左右的油浇在白布条上，冷却至常温；

2．１．８拆开白布条，在活塞缸表面抹上净油，回装。

2．２专用工具法

2．２．１拆出接力器活塞，并用破布擦拭活塞表面油渍，将活塞垂直放置；

2．２．２用改刀和榔头敲开旧的导向环，拆除导向环和O型圈；

2．２．３擦净密封圈凹槽，将新的O型圈套入其中；

图2组合密封导向环安装专用工具示意图

2．２．４将新导向环套入专用工具（见图2），沿着专用工具外壁缓慢套向活塞密封凹槽；

2．２．５用白布条裹紧刚安装上去的接力器组合密封；

2．２．６将温度为100℃左右的油浇在白布条上，冷却至常温；

2．２．７拆开白布条，在活塞表面抹上净油，回装。

3结语

加热法是利用热涨冷缩的原理，将导向环加热，使其均匀扩大，容易套进活塞；而专用工具法则是利用圆锥形工具，使得导向环在安装过程中也是均匀受力的，这样导向环在安装后就会更容易的收缩，实现导向环与O型密封圈的理想配合。这两种方法最后都采用了裹紧导向环浇热油的方法，目的就是进一步帮助导向环收缩，达到导向环紧密配合O型圈的效果。由此可见，力学对于我们处理问题时起到了关键性的作用，因此我们在解决问题时要充分利用所学的知识，拓宽思维，这样就能更好的帮助我们解决实际问题。

【参考文献】

［1］曹德康.水轮机直缸活塞式接力器漏油剖析[J].东方电器评论,1999,18(2):114-118.

［2］林昌杰,彭宽平.水轮发电机组接力器活塞密封的改进[J].液压与气动,2005,4:74-75.