液压支架蕾形密封圈应力分布研究*

□ 张盼盼 □张丽英 □任晓霞 □张子英 □吴凤彪

山西能源学院 机电工程系 太原 030600

1 研究背景

煤矿综合机械化采煤液压支架广泛应用于煤矿井下工作面。液压支架主要由底座、钢结构支撑件、液压系统、控制系统等组成。液压系统中的立柱液压缸用于调整支柱高度,并对工作面顶板进行支撑,是主要的承载部件。千斤顶包括多个小型液压缸,相比于支柱，承载较小,主要用于进行支架推移、巷帮支护、调架等工作[1-6]。立柱和千斤顶作为液压支架的主要动作执行机构,工作稳定性和可靠性对采煤安全和煤炭生产效率影响较大。由于井下工作环境恶劣,多粉尘和腐蚀性介质,因此缸体密封件易发生损伤和提前失效,导致液体介质泄漏,严重影响液压缸的实际支护强度和效果。另一方面,井下液压系统所使用的压力传递介质为浓度95%的乳化液,相比于液压油更容易发生泄漏。乳化液泄漏也将会造成井下环境污染,危害人员健康。

缸体各部分的密封件是保证液压缸密封性的关键,为降低液压支架缸体内液体介质外泄的概率,笔者对起活塞杆密封作用的蕾形密封圈进行研究,分析不同状态下的应力分布规律,为液压支架密封圈的改进提供参考。

2 蕾形密封圈安装

如图1所示,蕾形密封圈一般安装在液压缸缸盖内侧的密封槽中,与导向环、防尘圈等完成对活塞杆的动密封和伸缩导向,防止高压液体介质在活塞杆静态或动态时产生泄漏。

▲图1 蕾形密封圈安装▲图2 蕾形密封圈结构