摘要：为了探索出结构紧凑、性能可靠的矿用密封系统，在介绍与分析典型矿用密封系统基础上，提出了油缸密封系统泄漏的两个原因，分别是密封元件泄漏和制造装配精度。针对这两个问题，从密封元件、元件装配等方面，提出了对应的解决措施。本文的研究内容为其他矿用密封系统的设计与制造提供了一定的借鉴意义。
关键词：油缸；密封系统；使用现状；改进措施
1.引言
在工程领域当中，液压传动技术发挥着重要的作用，其以液体为工作介质进行能量的转换、传递和控制，最终完成对液体压力能的转换。实践表明：液压传动工作平稳、重量轻、惯性小、反应快，因此易于实现快速启动、制动和换向，广泛应用于矿山冶金技术领域。
以液体作为传递介质的液压系统，必须保证油缸的密封性，如果出现漏油现象，不仅会影响系统的工作性能，而且会浪费资源，对安全生产造成威胁。在液压系统当中，产生漏油的元件有液压缸、液压管路和液压泵，分别占总泄漏量的28%，44.5%和7.5%。其中，液压管路和液压泵的泄漏量可以通过合理的密封结构设计、生产制造和装配等进行缓解，这方面的技术已日趋成熟。但在一个液压系统当中，液压缸的种类往往很多且数量庞大，因此有时难以得知系统泄漏的真正原因，严重影响了系统的生产效率。
2. 矿用密封系统使用现状
油缸密封系统归根结底是对活塞和活塞杆进行密封，密封结构的设计、密封元件的选型直接影响液压系统的工作稳定。针对现有的油缸密封系统，如图1所示，介绍了煤矿机械的典型油缸密封系统。图中，1 为活塞用导向环，在活塞作往返运动时，可以避免活塞与缸筒内壁刚性碰撞，也可补偿活塞与缸筒内壁的间隙，具有支承导向作用；2 为鼓形密封圈，用于油缸往复运动的密封；3 为活塞用导向环，作用同活塞用导向环1；4 为活塞杆用导向环，在活塞杆往返运动时，可以避免塞杆与导向套壁刚性碰撞，也可补偿活塞杆与导向内壁的间隙，具有支承导向作用；5 为“O”型密封圈；6 为挡圈；7 为防尘圈，用于除去往复运动活塞杆露在缸外部表面上所附着的尘土、灰砂、雨水及冰霜等污物，防止外部灰尘、雨水进入密封机构内部。
这种密封系统结构紧凑，可靠性好，耐高压，抗冲击，无内泄。但由于使用的介质为乳化液，因此使得其摩擦阻力很大。主要适用于恶劣工作环境，压力变化大，可靠性要求高的工况条件下，即在煤矿作业条件下使用非常合适。对这种密封系统进行介绍与分析，表明油缸密封系统的密封性能受其结构形式和密封元件的影响。换言之，针对不同的工作要求，设计出合理的密封结构，并选择恰当的密封元件，对于提供油缸密封系统的工作性能具有非常重要的意义。
3.油缸密封系统泄漏原因
油缸密封系统产生泄漏的原因多而复杂，在上述分析基础上，不考虑密封系统本身的结构形式，本文主要从密封元件和元件制造装配误差两个方面进行归纳分析。
3.1.密封元件泄漏
密封件是液压油缸中用于防止泄漏的元件之一，其种类繁多，功用各异，主要有“YX”型密封圈、组合密封圈、“U”型密封圈、“V”型密封圈、“O”形圈、格来圈、斯特封等。密封元件泄漏的原因主要有以下几方面：
①质量有问题。密封元件的材料、工艺和精度等某方面达不到要求，存在一定的缺陷。②选用不合理。没有结合具体的工程应用进行密封元件的选择，导致元件不能满足工作压力、速度和温度等方面的实际工况。③设计不合理。没有认真计算和选择安装间隙与压缩量参数，导致安装沟槽的形状和尺寸设计不合理，或者与密封元件配合部分的加工精度和粗糙度设计不合理。④装配不合理。没有按照规范进行安装，导致结构受到撞击而损坏或带入外界杂质。⑤贮存不合理。贮存位置的温度、湿度等对密封元件的工作性能有较大影响。
3.2.制造装配精度差
在液压缸系统的制造与装配过程中，每一个液压元件都有严格的尺寸和形位公差要求，比如油缸或活塞在加工过程中，必须能够保证其圆度、表面光滑和镀层平整等；存放密封元件的沟槽必须能够保证其宽度和深度尺寸在公差范围之内。如果这些特征参数不合理，使得密封件发生变形、划伤、压死或压不实等现象，最终将失去密封功能。
4.油缸密封系统改进措施
造成油缸密封系统泄漏的原因错综复杂，受多方面的综合影响。如果想依靠现有的技术和材料，完全杜绝密封系统泄漏现象的发生，显然是不可能的。只有从油缸密封系统泄漏的原因出发，采取合理的改进措施才能减少油缸密封系统泄漏。
4.1.密封元件方面
在了解液压设备工作性能、工作压力、工作油温、工作介质及运动速度基础上，根据已有液压密封件的结构形式、密封特点及密封材质的性能，进行全面地分析和比较，从中选用适宜材质及适宜结构形式的常用液压密封件，确保密封件、密封表面、密封槽的设计制造质量及密封件的装配质量。另外，密封元件大多是由合成橡胶为主的高分子材料制成，因此对环境的要求很高，应该妥善保存。一般情况下，既要避免日光照射，又要防止受潮受湿，更不能接触强酸、碱性物质，甚至外界的强力破坏。
4.2.元件装配方面
在液压元件和液压系统装配前，首先应检查元件各结合面有无外渗漏现象，若出现渗漏，则应采取相应措施，只有当所有元件不漏不渗后才可正式装进系统使用；其次要对液压元件进行严格地清洗，去毛刺、除焊渣，并进行必要的防锈蚀处理；最后严格按照装配工艺要求进行装配，杜绝因装配引起的间隙畸变和毛刺、焊渣及锈蚀物等形成的间隙磨料。
5.结论
液压传动技术在生产生活中发挥着重要作用，其工作介质为液体，因此必须保证其密封性完好，否则将影响产品的性能和寿命。总结油缸密封系统常用的结构形式，分析油缸密封系统泄漏的原因，针对原因提出析油缸密封系统的改进措施，对于油缸密封系统在实际工程中的有效应用提供了重要参考。
参考文献：
[1]张浩，周彦煌. 一种瞬态高压条件下的密封设计[J].润滑与密封， 2006， （5） ： 132-134.
[2]柏红专.工程机械液压油缸密封型式与公差配合的选择[J]. 凿岩机械气动工具，1994， （1）： 37-44
[3]王昌明，柳光辽. 新型高压动密封的应用与研究[J].润滑与密封， 2000， （4） ： 36-38.
[4]夏廷栋.液压传动的密封与密封装置[M].北京： 中国农业机械出版社，1982.
[5]杜巧连.液压缸密封圈使用中的问题及解决办法[J].金华职业技术学院院报，1999，（9）： 67-68.
[6] 章宏甲，黄谊，王积伟，等. 液压与气压传动[M] . 北京： 机械工业出版社，2000.
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