孫秀茹

（煙臺黃金職業(yè)學(xué)院，山東煙臺 265400）

0 引言

在金屬礦山，隨著礦山技術(shù)發(fā)展及設(shè)備不斷更新，鏟運機應(yīng)用越來越廣泛，從最初柴油機驅(qū)動的內(nèi)燃鏟運機到現(xiàn)在大力發(fā)展的電動鏟運機，得到迅速推廣。鏟斗容積從（0.4～10）m3規(guī)格不等，鏟運機的大量使用，簡化了井下作業(yè)，提高了生產(chǎn)效率。但地下鏟運機也存在一些缺點，維修工作量很大，在粉塵及重載荷工作環(huán)境下，液壓系統(tǒng)易發(fā)生故障，從而導(dǎo)致機械設(shè)備的性能不能正常發(fā)揮。

液壓缸是鏟運機液壓系統(tǒng)的重要執(zhí)行元件，它將油液的壓力能轉(zhuǎn)換為直線運動的機械能，以驅(qū)動外部工作部件。液壓缸在工作時，進油腔壓力比回油腔壓力大得多，密封裝置磨損后，配合表面間將會產(chǎn)生泄漏，造成執(zhí)行元件動作緩慢、伸縮無力，嚴(yán)重時還會造成活塞及缸筒的損壞，出現(xiàn)“拉缸現(xiàn)象”，直接影響系統(tǒng)的工作壓力，甚至使整個系統(tǒng)無法正常工作，外泄漏還會污染設(shè)備和環(huán)境，造成油液的浪費。對于大量使用鏟運機的金屬礦山，如何在工作現(xiàn)場快速更換密封裝置成為了鏟運機維護工作的重點。

1 油缸結(jié)構(gòu)分析

某礦使用招遠華豐機械廠生產(chǎn)的WJD-1型1 m3電動鏟運機，轉(zhuǎn)向油缸為雙作用式單桿活塞液壓缸，單桿液壓缸無論是缸體固定還是活塞桿固定，運動范圍都等于缸有效行程的2倍，應(yīng)用廣泛。它主要由活塞桿、缸蓋、缸底、缸體、活塞、導(dǎo)向套和密封裝置組成。該油缸結(jié)構(gòu)簡單，缸蓋和缸體之間采用卡鍵連接，卡鍵由3塊或4塊組成，導(dǎo)向套對活塞起導(dǎo)向和定心作用。油缸密封裝置的主要功能是防止液壓元件和液壓系統(tǒng)中液壓油的泄漏，保證建立起必要的工作壓力，主要密封部位有：活塞的內(nèi)孔與活塞桿之間采用O形密封圈密封；活塞與缸體構(gòu)成密封的油腔，承受很大的液壓力，因此要有可靠的密封性，該油缸采用孔用格萊圈密封；缸蓋上設(shè)有防塵圈；活塞桿與缸蓋之間采用軸用斯特封；缸蓋與缸體之間用O形圈密封。以上的密封裝置中，較難更換的是孔用格萊圈和軸用斯特封。

2 格萊圈更換注意事項

格萊圈是一種組合密封圈，它由一個抗磨的填充聚四氟乙烯方形環(huán)和O形橡膠圈組成。O形圈用來提供預(yù)緊力，可對聚四氟乙烯方形環(huán)的磨損起補償作用，適用于液壓缸的密封，為雙向密封，一般與導(dǎo)向環(huán)配套使用，聚四氟乙烯具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性、耐腐蝕性、密封性、良好的抗老化能力，是固體材料中摩擦系數(shù)最低的材料。格萊圈有軸用格萊圈和孔用格萊圈兩種，油缸活塞上的格萊圈為孔用格萊圈，它裝在軸上使用，它的O形圈在內(nèi)，聚四氟乙烯環(huán)在外，用于雙向壓力的場合。密封圈的安裝溝槽用的是閉式結(jié)構(gòu)，在維修現(xiàn)場，常用的安裝方法如下：將舊格萊圈拆除以后，先將O形圈裝好，因溝槽離邊較遠，只能用圓形的鐵棒或一字螺絲刀撬動聚四氟乙烯環(huán)，將其慢慢趕入溝槽，經(jīng)過這個操作程序之后，聚四氟乙烯環(huán)的直徑比正常情況大出一些，導(dǎo)致密封圈不能很好的安裝在溝槽內(nèi)，擴張后的聚四氟乙烯環(huán)短時內(nèi)不會自動收縮，只能用縮徑工具將格萊圈的直徑縮回，才能進行其它的安裝操作。根據(jù)密封圈安裝的過程和材料的特點，按照活塞的尺寸，自制縮徑工具，結(jié)構(gòu)及實物如圖1所示，其中，Φ80 mm是活塞外徑尺寸。

圖1 縮徑工具結(jié)構(gòu)及實物照片

將更換過孔用格萊圈的活塞，放入帶錐度的縮徑工具內(nèi)，然后活塞沿內(nèi)壁慢慢下滑，在錐筒內(nèi)下滑的過程中，格萊圈擴大的直徑漸漸收縮，到直徑為Φ80 mm的直線段，密封圈收縮到標(biāo)準(zhǔn)的直徑，再靜置短暫時間后，可用直徑稍小于Φ80 mm的銅棒壓下活塞，從另一側(cè)取出，即完成了孔用格萊圈的直徑縮小工作。為了保證密封質(zhì)量，在加工制造縮徑工具時，其內(nèi)表面粗糙度要盡量小，以防磨損到聚四氟乙烯環(huán)外表面，在進行縮徑時，在活塞外表面可涂抹少量潤滑油，能較好的保護密封圈的表面不受劃傷，保證良好的密封效果。利用這種自制的縮徑工具，可在工作現(xiàn)場快速更換活塞的密封裝置。

3 軸用斯特封的更換

缸蓋與活塞桿之間的軸用斯特封，用在單向壓力的場合，O形圈在外，聚四氟乙烯在內(nèi)，更換時，先將聚四氟乙烯滑環(huán)安裝在孔的槽內(nèi)，因此不存在直徑擴大的情況，安裝方便，只需要注意方向，聚四氟乙烯滑環(huán)臺階朝向有壓力的一側(cè)即可正常使用。

4 油缸組裝注意事項

將孔用格萊圈安裝完畢后，活塞安裝到活塞桿，將組裝后的活塞安裝到缸筒內(nèi)時，還有一處需要特別注意的地方。因為缸筒與缸蓋為卡鍵連接，在缸筒內(nèi)側(cè)有卡鍵槽，組裝好的活塞安裝到缸體內(nèi)時，軸線稍有不同心，卡鍵槽的槽邊會碰到格萊圈的外緣，磨損格萊圈的外表面，為避免這種情況，在維修安裝時，經(jīng)常剪切一段橡膠條，橡膠條的寬度約等于卡鍵槽寬，長度約等于卡鍵槽周長，這樣用橡膠條將卡鍵槽封閉，在活塞組件向缸筒內(nèi)安裝時，就可避免卡鍵槽邊磨損格萊圈。

5 氣密性實驗

更換過密封裝置的油缸，在安裝到設(shè)備上之前，為保證密封效果和密封裝置安裝的正確性，可先進行簡單的氣密性實驗，即將油缸活塞推到中間位置，然后將活塞桿及缸底兩端固定，用一個小型氣泵接到油缸的進油口處，觀察氣泵系統(tǒng)壓力的下降情況，在壓力下降緩慢的情況下，可判斷密封裝置安裝合格，油缸可以安裝到設(shè)備正常使用。

使用以上自制的輔助工具，可以在現(xiàn)場準(zhǔn)確、快速的更換液壓油缸的密封裝置，節(jié)省維修時間，提高設(shè)備利用效率。