液壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與驅(qū)動(dòng)頭的密封技術(shù)

1、液壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與驅(qū)動(dòng)頭的密封技術(shù)1 液壓系統(tǒng)與液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.1 液壓系統(tǒng)的組成及其作用一個(gè)完整的液壓系統(tǒng)由五個(gè)部分組成，即動(dòng)力元件、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件（附件）和液壓油。動(dòng)力元件的作用是將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能，指液壓系統(tǒng)中的油泵，它向整個(gè)液壓系統(tǒng)提供動(dòng)力。液壓泵的結(jié)構(gòu)形式一般有齒輪泵、葉片泵和柱塞泵。執(zhí)行元件(如液壓缸和液壓馬達(dá))的作用是將液體的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，驅(qū)動(dòng)負(fù)載作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。控制元件(即各種液壓閥)在液壓系統(tǒng)中控制和調(diào)節(jié)液體的壓力、流量和方向。根據(jù)控制功能的不同，液壓閥可分為村力控制閥、流量控制閥和方向控制閥。壓力控制閥又分為益流閥(安全閥)、減壓

2、閥、順序閥、壓力繼電器等；流量控制閥包括節(jié)流閥、調(diào)整閥、分流集流閥等；方向控制閥包括單向閥、液控單向閥、梭閥、換向閥等。根據(jù)控制方式不同，液壓閥可分為開(kāi)關(guān)式控制閥、定值控制閥和比例控制閥。輔助元件包括油箱、濾油器、油管及管接頭、密封圈、快換接頭、高壓球閥、膠管總成、測(cè)壓接頭、壓力表、油位油溫計(jì)等。液壓油是液壓系統(tǒng)中傳遞能量的工作介質(zhì)，有各種礦物油、乳化液和合成型液壓油等幾大類。1.2 液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)液壓系統(tǒng)由信號(hào)控制和液壓動(dòng)力兩部分組成，信號(hào)控制部分用于驅(qū)動(dòng)液壓動(dòng)力部分中的控制閥動(dòng)作。液壓動(dòng)力部分采用回路圖方式表示，以表明不同功能元件之間的相互關(guān)系。液壓源含有液壓泵、電動(dòng)機(jī)和液壓輔助元件；液壓控

3、制部分含有各種控制閥，其用于控制工作油液的流量、壓力和方向；執(zhí)行部分含有液壓缸或液壓馬達(dá)，其可按實(shí)際要求來(lái)選擇。在分析和設(shè)計(jì)實(shí)際任務(wù)時(shí)，一般采用方框圖顯示設(shè)備中實(shí)際運(yùn)行狀況。 空心箭頭表示信號(hào)流，而實(shí)心箭頭則表示能量流。基本液壓回路中的動(dòng)作順序控制元件（二位四通換向閥）的換向和彈簧復(fù)位、執(zhí)行元件（雙作用液壓缸）的伸出和回縮以及溢流閥的開(kāi)啟和關(guān)閉。 對(duì)于執(zhí)行元件和控制元件，演示文稿都是基于相應(yīng)回路圖符號(hào)，這也為介紹回路圖符號(hào)作了準(zhǔn)備。根據(jù)系統(tǒng)工作原理，您可對(duì)所有回路依次進(jìn)行編號(hào)。如果第一個(gè)執(zhí)行元件編號(hào)為0，則與其相關(guān)的控制元件標(biāo)識(shí)符則為1。如果與執(zhí)行元件伸出相對(duì)應(yīng)的元件標(biāo)識(shí)符為偶數(shù)，則與執(zhí)行元件

4、回縮相對(duì)應(yīng)的元件標(biāo)識(shí)符則為奇數(shù)。 不僅應(yīng)對(duì)液壓回路進(jìn)行編號(hào)，也應(yīng)對(duì)實(shí)際設(shè)備進(jìn)行編號(hào)，以便發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)故障。DIN ISO1219-2標(biāo)準(zhǔn)定義了元件的編號(hào)組成，其包括下面四個(gè)部分：設(shè)備編號(hào)、回路編號(hào)、元件標(biāo)識(shí)符和元件編號(hào)。如果整個(gè)系統(tǒng)僅有一種設(shè)備，則可省略設(shè)備編號(hào)。實(shí)際中，另一種編號(hào)方式就是對(duì)液壓系統(tǒng)中所有元件進(jìn)行連續(xù)編號(hào)，此時(shí)，元件編號(hào)應(yīng)該與元件列表中編號(hào)相一致。 這種方法特別適用于復(fù)雜液壓控制系統(tǒng)，每個(gè)控制回路都與其系統(tǒng)編號(hào)相對(duì)應(yīng)。目前在世界上，做附件較好的有：派克（美國(guó)）、伊頓（美國(guó)）、西德福（德國(guó)）、賀德克（德國(guó)）、EMB（德國(guó)）等；國(guó)內(nèi)較好的有：霍格、歐際、意圖奇、恒通液壓、依格等。2 液

5、壓支架液壓閥的密封技術(shù)及其分析2.1 液壓支架液壓支架是采煤機(jī)械中的支護(hù)設(shè)備，經(jīng)過(guò)大修在井下一般可使用五年，但是液壓支架中各種液壓閥的使用壽命卻很低，長(zhǎng)的3個(gè)月，短的只有幾個(gè)星期，國(guó)外解決的途徑和辦法是增加系統(tǒng)的過(guò)濾精度和提高乳化液的質(zhì)量，但收效不大。以英國(guó)某液壓閥為例，雖然加工精度及整個(gè)液壓系統(tǒng)的過(guò)濾精度都比較高，但因使用壽命低，已在我國(guó)面臨淘汰。2.2 液壓閥密封材料的歷史及現(xiàn)狀閥芯和閥座接觸面的泄漏，是工作液體分子擠入的結(jié)果。影響密封效果的主要原因是閥芯和閥座的接觸比壓、不平度及壓差。當(dāng)閥芯與閥座的接合面以P力壓緊，工作液體分子以F力擠入，密封材料會(huì)產(chǎn)生彈性變形。如果密封副總抗力大于分子

6、斥力，則密封有效，否則就會(huì)形成泄漏。早期的液壓支架，運(yùn)動(dòng)副之間沒(méi)有其他密封措施，是金屬直接接觸密封，即要求密封副接觸平面吻合，具有較高的加工精度，否則必須加大密封副的結(jié)合力，使接觸表面產(chǎn)生塑性變形，堵塞泄漏通道。2.3 影響液壓閥密封性能的主要因素密封元件損壞的主要因素是工作液中的雜質(zhì)。這些雜質(zhì)在密封元件間研磨，使閥產(chǎn)生泄漏。因此，國(guó)外曾提出相應(yīng)等級(jí)的液壓元件，應(yīng)采用相應(yīng)精度的過(guò)濾器。他們認(rèn)為5M的油泵密封元件，如果采用過(guò)濾精度為3M的過(guò)濾器，壽命可比采用10M的提高10倍。但液壓支架用閥，工作環(huán)境十分惡劣。在采煤工作面，油管總長(zhǎng)1000多米，接頭插口多達(dá)4000多個(gè)，液箱無(wú)特殊的防塵設(shè)施。乳化液中有大量的漂浮雜質(zhì)，在立柱缸底和閥腔，留有較多的煤粉、巖粒和鐵屑。進(jìn)液閥芯和閥座，由于開(kāi)啟關(guān)閉比較頻繁，液體流速高，密封很快就會(huì)失效。實(shí)踐證明減少支架液壓系統(tǒng)液體的污染雜質(zhì)，是十分困難的，有人曾經(jīng)設(shè)想在乳化液泵站采用高壓過(guò)濾器，同時(shí)在每臺(tái)支架進(jìn)口處增加小型過(guò)濾器。但在工作中很快被堵塞，形成斷流。另一方面，隨著液壓支架技術(shù)的發(fā)展，對(duì)閥的使用性能和閥的使用壽命提出了更高的要求。目前，在裝有120目時(shí)的過(guò)濾器和磁過(guò)濾裝置的條件下，用通過(guò)被測(cè)試閥的乳化液的總流量和閥的啟閉次數(shù)，來(lái)計(jì)量閥的壽命。但實(shí)際上室內(nèi)型式試驗(yàn)與井下實(shí)際工