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改造密封系统设计延长液压破碎锤使用寿命 龚秋兰王林克王京101113北京多元起复机具有限公司 摘要造成液压破碎锤密封系统故障的三个主要原因，往复运动密封的机理和原设计泄漏原因。根据 实验室实验数据和结果提出针对性的最优设计方案。 关键词液压破碎锤密封系统 1概述 随着现代液压技术的应用和发展，液压系统的可靠性、安全性及元件的寿命已成为液压传动领域重要的 研究课题。液压破碎锤作为一种新型液压工程设备，广泛应用于矿山岩石的破碎、，工程建设特男H是旧城改 造、混凝土构件的拆毁施工中。它的载体设备主要是挖掘机，工作的灵活性及劳动生产率的提高使其前景十 分看好。 长期以来，我国工程机械产品普遍存在小到发动机转动油封、大到高压系统泵阀密封的跑冒滴漏问题。 尤其缺乏对密封件更深一步的理论设计和制造。由于液压破碎锤苛刻的工况和苛求的性能要求，造成在实践 生产中密封件损坏和泄漏频繁发生。泄漏不仅浪费能源，污染环境，影响破碎锤的正常工作．严重则造成破 碎锤拉伤抱死乃至发生人身安全事故。 密封件本身成本不是很高，但密封失效造成的经济损失以及后果往往非常严重。一个价值20一30万的 破碎锤，如果密封设计不当。200—500h就有可能报废，这其中经济损失不言而喻。可见，在现有条件下， 设计合理的密封系统对延长破碎锤使用寿命至关重要。密封件泄漏与否的界线，是以油膜薄厚为基准，机械 设备不同的使用工况，不同结构设计，形成油膜的厚度也不同，但总体上油膜都在0．1岬一lmm之间。本 文所述的破碎锤设计范畴是控制油膜厚为2—3恤m之间。油膜控制是根据液压压力梯度理论建立起来的。压 力梯度的大小是一个优化设计的过程。密封件的使用寿命与梯度大小有着直接关系。 2液压破碎锤故障分析 气液液压破碎锤的工作原理，主要是通过活塞与高速换向阀相互控制对方的油路的通断。来实现活塞在 高压氮气和高压油的联合作用下在缸体 中作高速往复冲程运动。实际经验表 明，破碎锤的故障通常表现外泄漏严重 或干脆停机没有动作，拆开锤体会发现 柱塞表面与缸体内壁拉伤、抱死。分析 其中原因主要有三种。 1)液压锤油路系统中的颗粒污染 会严重损害换向阀、缸体、柱塞和密封 件，这种损害来自于颗粒的研磨现象。 它的颗粒污染度可以比系统所允许(≤ 0．OZ一0．02Inm)的级别高出20～50 倍。液压系统中的颗粒污染来自于不同 部位，如图l所示。由图l可知，即使 用了高精密的过滤器，也不可能从系统 中除去所有的颗粒。因为整个液压系统 是一个密封的系统，但系统在工作中。 图1液压系统颗粒污染示意图 会产生一些新的颗粒，根据系统工作时 2鳄 问的长短，颗粒数可用图2所示。 图2表明，在I段，即在系统安装投产之时，颗粒数目是很高的。随着一段时间的运行和精过滤，颗粒 数目明显减少，达到滤芯所能过滤的精度，属饱和期。在Ⅱ段，是工作相对稳定阶段，这段时期污染和过滤 达到平衡，属平稳期。在Ⅲ段，随设备的进一步运行，各液压元件磨损加剧，系统产生的污染颗粒比吸附的 要多，属磨损期。由图2知，延长各液压件的磨损周期，即延长第Ⅱ段的时间，就是要定期维护．o 工作油液中的污染颗粒主要由金属及氧化 物、大气、尘埃、橡胶、纤维等组成，其中危 害最大的大气尘埃和研磨浆状物。尘埃本身主 ≈ 血 要是石英和铀长石，这些颗粒硬度很高，当密 籁 勰 封的配合面之间相互运动而没有足够的润滑 鼙 时，这些颗粒将会切开金属，使较硬的配合面 产生研磨磨损。 2)液压油使用时间过长，造成池液过热 老化，当正常工作时油温一般在45—55℃，但 时间t 图2系统中颗粒数的变化趋势 油温超过60℃后，油温每再升高8℃，油的老 化速度则超过一倍，这时粘度降低，油膜变薄，造成两直线运动金属表面直接摩擦，在每分钟280—420次 的往复作用下，两接触面很快磨损拉伤。 3)大多数情况下，液压破碎锤的故障是由于密封损坏或密封功能减弱造成的。这不仅仅是密封件本身