改进门式堆取料机液压缸设计

1.概述

某发电有限公司燃料分厂现有两台MDQ1050型堆取料机，在使用的头两年里，液压缸的工作压力都很稳定。使用的工作压力在8MPa以内，最大试验压力≥10MPa，液压缸未发生渗油现象。第三年开始就逐步出现渗油，而现在工作压力已逐步提高到12MPa左右，渗油非常严重，而且每三年都要更换老式V形橡胶5件一组的传统密封圈，在更换安装密封圈时，无法避免对活塞的碰撞，使活塞表面凸凹，同时因为J形防尘密封圈的老化，有尘粒进入密封表面，造成活塞杆产生划痕，无法避免漏油现象的发生。

根据各国规范，通常规定：液压缸在瞬时所能承受的极限压力p_max≤1.5pn（MPa），耐压试验压力p_t=1.5p_n（MPa），其中p_n是额定压力或公称压力。

2.密封结构的改进

液压缸的原始密封装置结构，如图7-50所示。

图7-50 液压缸的原始密封装置结构

所用的O形密封圈、J形防尘密封圈、压环、密封环、支撑环均采用的是V形橡胶5件一组的老式传统密封，它们的材质是丁腈橡胶，它的特点是耐油，工作压力≤12MPa，工作温度范围在-40～100℃以内。并且在外轴套上装有两道O形密封圈。该结构设计不合理，原因如下：

1）V形橡胶密封属橡胶材质，虽然短期内密封性能可靠，但摩擦阻力太大，易发热、易磨损，一旦唇口部分磨损后，极易发生泄漏。若继续拧紧螺母，摩擦力剧增，摩擦热急速升高，从而更易提早泄漏。

2）在V形橡胶圈外装两道O形密封圈实属多余，与V形密封橡胶圈相比，这两个O形密封胶圈没有液压油润滑，更易提早磨损，其工作寿命比V形密封橡胶圈的寿命还要短，无法起到备用密封的作用，可见此两道密封属多此一举。

3）J形防尘密封胶圈极易磨损（无润滑油），一旦磨损后起不到防尘作用（因为唇口已开），则尘粒（如煤粉颗粒）极容易进入密封表面，甚至造成柱塞杆的拉伤。

对原有密封结构加以改进，同时，对活塞进行修理，并重新镀镍，使活塞的表面粗糙度、圆柱度达到原设计精度标准，使其工作寿命得以提高。改进后密封的特点在于采用增强PTFE制作了脚形隔环与O形密封圈组合（见图7-51），具有如下优点：(www.xing528.com)

1）结构简单、安装方便，可重复安装使用。

2）密封性能可靠、密封性可调节。

3）工作寿命高，动态压力密封工作寿命比常规橡胶密封制品提高5～10倍以上。

4）无泄漏、油膜可调，可作无油润滑密封（液压缸单缸最大连续工作行程达到6912km以上），单缸往复换向420万次无泄漏。

5）摩擦力小，且动、静摩擦力相等，是O形和V形橡胶摩擦力的1/2～1/4，可消除低速、低压下运动的“爬行”现象。

6）工作压力：真空-300MPa。

7）工作温度：-55～250℃之间。

图7-51 改进后的密封结构

通过密封改进，门式堆取料机液压缸在使用过程中，设备无渗漏现象，减少了设备维护量及环境污染，成倍提高了液压缸的使用寿命。