铲运机液压油缸密封装置更换方法

孙秀茹

（烟台黄金职业学院，山东烟台 265400）

0 引言

在金属矿山，随着矿山技术发展及设备不断更新，铲运机应用越来越广泛，从最初柴油机驱动的内燃铲运机到现在大力发展的电动铲运机，得到迅速推广。铲斗容积从（0.4～10）m3规格不等，铲运机的大量使用，简化了井下作业，提高了生产效率。但地下铲运机也存在一些缺点，维修工作量很大，在粉尘及重载荷工作环境下，液压系统易发生故障，从而导致机械设备的性能不能正常发挥。

液压缸是铲运机液压系统的重要执行元件，它将油液的压力能转换为直线运动的机械能，以驱动外部工作部件。液压缸在工作时，进油腔压力比回油腔压力大得多，密封装置磨损后，配合表面间将会产生泄漏，造成执行元件动作缓慢、伸缩无力，严重时还会造成活塞及缸筒的损坏，出现“拉缸现象”，直接影响系统的工作压力，甚至使整个系统无法正常工作，外泄漏还会污染设备和环境，造成油液的浪费。对于大量使用铲运机的金属矿山，如何在工作现场快速更换密封装置成为了铲运机维护工作的重点。

1 油缸结构分析

某矿使用招远华丰机械厂生产的WJD-1型1 m3电动铲运机，转向油缸为双作用式单杆活塞液压缸，单杆液压缸无论是缸体固定还是活塞杆固定，运动范围都等于缸有效行程的2倍，应用广泛。它主要由活塞杆、缸盖、缸底、缸体、活塞、导向套和密封装置组成。该油缸结构简单，缸盖和缸体之间采用卡键连接，卡键由3块或4块组成，导向套对活塞起导向和定心作用。油缸密封装置的主要功能是防止液压元件和液压系统中液压油的泄漏，保证建立起必要的工作压力，主要密封部位有：活塞的内孔与活塞杆之间采用O形密封圈密封；活塞与缸体构成密封的油腔，承受很大的液压力，因此要有可靠的密封性，该油缸采用孔用格莱圈密封；缸盖上设有防尘圈；活塞杆与缸盖之间采用轴用斯特封；缸盖与缸体之间用O形圈密封。以上的密封装置中，较难更换的是孔用格莱圈和轴用斯特封。

2 格莱圈更换注意事项

格莱圈是一种组合密封圈，它由一个抗磨的填充聚四氟乙烯方形环和O形橡胶圈组成。O形圈用来提供预紧力，可对聚四氟乙烯方形环的磨损起补偿作用，适用于液压缸的密封，为双向密封，一般与导向环配套使用，聚四氟乙烯具有优良的化学稳定性、耐腐蚀性、密封性、良好的抗老化能力，是固体材料中摩擦系数最低的材料。格莱圈有轴用格莱圈和孔用格莱圈两种，油缸活塞上的格莱圈为孔用格莱圈，它装在轴上使用，它的O形圈在内，聚四氟乙烯环在外，用于双向压力的场合。密封圈的安装沟槽用的是闭式结构，在维修现场，常用的安装方法如下：将旧格莱圈拆除以后，先将O形圈装好，因沟槽离边较远，只能用圆形的铁棒或一字螺丝刀撬动聚四氟乙烯环，将其慢慢赶入沟槽，经过这个操作程序之后，聚四氟乙烯环的直径比正常情况大出一些，导致密封圈不能很好的安装在沟槽内，扩张后的聚四氟乙烯环短时内不会自动收缩，只能用缩径工具将格莱圈的直径缩回，才能进行其它的安装操作。根据密封圈安装的过程和材料的特点，按照活塞的尺寸，自制缩径工具，结构及实物如图1所示，其中，Φ80 mm是活塞外径尺寸。

图1 缩径工具结构及实物照片

将更换过孔用格莱圈的活塞，放入带锥度的缩径工具内，然后活塞沿内壁慢慢下滑，在锥筒内下滑的过程中，格莱圈扩大的直径渐渐收缩，到直径为Φ80 mm的直线段，密封圈收缩到标准的直径，再静置短暂时间后，可用直径稍小于Φ80 mm的铜棒压下活塞，从另一侧取出，即完成了孔用格莱圈的直径缩小工作。为了保证密封质量，在加工制造缩径工具时，其内表面粗糙度要尽量小，以防磨损到聚四氟乙烯环外表面，在进行缩径时，在活塞外表面可涂抹少量润滑油，能较好的保护密封圈的表面不受划伤，保证良好的密封效果。利用这种自制的缩径工具，可在工作现场快速更换活塞的密封装置。

3 轴用斯特封的更换

缸盖与活塞杆之间的轴用斯特封，用在单向压力的场合，O形圈在外，聚四氟乙烯在内，更换时，先将聚四氟乙烯滑环安装在孔的槽内，因此不存在直径扩大的情况，安装方便，只需要注意方向，聚四氟乙烯滑环台阶朝向有压力的一侧即可正常使用。

4 油缸组装注意事项

将孔用格莱圈安装完毕后，活塞安装到活塞杆，将组装后的活塞安装到缸筒内时，还有一处需要特别注意的地方。因为缸筒与缸盖为卡键连接，在缸筒内侧有卡键槽，组装好的活塞安装到缸体内时，轴线稍有不同心，卡键槽的槽边会碰到格莱圈的外缘，磨损格莱圈的外表面，为避免这种情况，在维修安装时，经常剪切一段橡胶条，橡胶条的宽度约等于卡键槽宽，长度约等于卡键槽周长，这样用橡胶条将卡键槽封闭，在活塞组件向缸筒内安装时，就可避免卡键槽边磨损格莱圈。

5 气密性实验

更换过密封装置的油缸，在安装到设备上之前，为保证密封效果和密封装置安装的正确性，可先进行简单的气密性实验，即将油缸活塞推到中间位置，然后将活塞杆及缸底两端固定，用一个小型气泵接到油缸的进油口处，观察气泵系统压力的下降情况，在压力下降缓慢的情况下，可判断密封装置安装合格，油缸可以安装到设备正常使用。

使用以上自制的辅助工具，可以在现场准确、快速的更换液压油缸的密封装置，节省维修时间，提高设备利用效率。