針對(duì)丁腈夾布橡膠材質(zhì)的鼓型圈、 蕾型圈使用壽命短、 更換不方便的問題 ,決定采用新型聚醚聚氨酯密封件代替。介紹了聚醚聚氨酯密封件在液壓支架立柱、 千斤頂上的應(yīng)用 ,通過與丁腈夾布橡膠密封件在性能和經(jīng)濟(jì)性上的比較可知 ,新型聚醚聚氨酯密封件非常適合在高產(chǎn)高效工作面應(yīng)用。

近年來 ,隨著對(duì)高產(chǎn)高效工作面液壓支架高壽命和低故障率要求的提高 ,傳統(tǒng)材質(zhì)的丁腈夾布橡膠密封件已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)需要。通過對(duì)液壓支架立柱、 千斤頂?shù)牟饳z發(fā)現(xiàn) ,傳統(tǒng)的丁腈夾布橡膠材質(zhì)的蕾型圈的夾布層均有裂紋、 毛邊、 撕裂 ,鼓型圈的主要夾布膠與軟膠結(jié)合部開裂 ,磨損嚴(yán)重 ,從而出現(xiàn)大面積漏液。丁腈夾布橡膠材質(zhì)的鼓型圈、 蕾型圈使用壽命短 ,更換不方便。因此,急需尋求新的密封材料,以提高密封件的使用壽命 ,從而提高立柱的使用壽命和可靠性,滿足高產(chǎn)高效工作面的技術(shù)要求。

最近幾年 ,美國、 波蘭、 奧地利等國家對(duì)支架密封件在材質(zhì)方面的研究有了突破性的發(fā)展 ,傳統(tǒng)的密封機(jī)理、 加工工藝以及密封材料已經(jīng)逐步被淘汰。

聚醚聚氨酯密封件已經(jīng)成為第 3代產(chǎn)品 ,其使用壽命是現(xiàn)在傳統(tǒng)國產(chǎn)產(chǎn)品的 5倍左右 ,有著廣泛的應(yīng)用前景。

1、聚醚聚氨酯密封材料性能分析

現(xiàn)就新型進(jìn)口聚醚聚氨酯密封件 (紅色 )與丁腈膠密封件 (黑色 )的機(jī)械、 物理和熱性能進(jìn)行比較 ,其結(jié)果見表 1 (溫度 23 ℃)。

通過對(duì)進(jìn)口聚氨酯密封件和丁腈橡膠密封件技術(shù)參數(shù)的比較 ,進(jìn)口聚醚聚氨酯密封件在耐磨性、 強(qiáng)度和抗撕裂等方面的優(yōu)越性一目了然。

(1)較好的耐磨性。超低的摩擦因數(shù)為超長(zhǎng)的使用壽命提供了必要的保障。在承受相同的徑向壓力的前提下,進(jìn)口聚醚聚氨酯的摩擦因數(shù)是013,而丁腈橡膠的摩擦因數(shù)為115,進(jìn)口聚醚聚氨酯的摩擦因數(shù)僅為丁腈橡膠的1/5;在相同的條件下,磨損僅為丁腈橡膠的1/8。因此,具有超長(zhǎng)的使用壽命。

(2)優(yōu)越的抗老化和耐水解性。丁腈橡膠在熱、 光、 輻射等物理因素和臭氧、 氧、 酸、 堿等化學(xué)因素的影響下會(huì)變硬、 變脆 ,失去彈性而老化。傳統(tǒng)的聚酯聚氨酯 (材質(zhì)主要為聚酯多元醇 )在 55 ℃極易水解 ,而新型聚醚聚氨酯材質(zhì)的密封件采用的是聚醚多元醇 ,它對(duì)此表現(xiàn)為惰性 ,存放、 使用期可長(zhǎng)達(dá)20 a,有著優(yōu)越的耐水解和抗老化性能。

(3)較大的最大擠出間隙。缸體在日積月累的摩擦過程中會(huì)有一定量的磨損 ,導(dǎo)致缸體的徑向擠出間隙變大 ,如果密封材料的抗擠出性能較低 ,就會(huì)出現(xiàn)密封件根部被擠出而損壞。進(jìn)口聚醚聚氨酯密封件的最大擠出間隙為 0176 mm,而丁腈橡膠的最大擠出間隙僅為 0113 mm。一般情況下 ,進(jìn)口聚醚聚氨酯密封件的最大擠出間隙是丁腈橡膠的4倍多。因此 ,進(jìn)口聚醚聚氨酯密封件在同一液壓缸體中多年使用 ,效果卻依然理想。

(4)較高的強(qiáng)度和抗撕裂能力。進(jìn)口聚醚聚氨酯密封件的抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率是丁腈橡膠的3倍 ,撕裂強(qiáng)度是丁腈橡膠的 9倍。

2、應(yīng)用效果

通過試用 ,新型進(jìn)口聚醚聚氨酯密封件在高產(chǎn)高效礦井的應(yīng)用效果良好 ,達(dá)到了高產(chǎn)高效工作面對(duì)液壓支架密封件的要求 ,克服了所有丁腈夾布橡膠密封件的缺點(diǎn) ,同時(shí)也滿足了新型密封件的技術(shù)要求。

3、效益分析

表面上看 ,新型進(jìn)口聚醚聚氨酯密封件的價(jià)格比普通丁腈夾布橡膠要高不少 ,平均每套支架 (以ZF5200支架為例 ,每套支架按 130臺(tái)計(jì)算 )密封件的修理費(fèi)用要增加約 30萬元的成本。但整體來看,立柱、 千斤頂?shù)氖褂脡勖岣?1倍以上 ,在相同的使用時(shí)間內(nèi)減少支架大修次數(shù) 1～2次 ,每套支架每次的大修理費(fèi)用約為 700萬元。由此可見 ,增加幾十萬元的密封件成本還是很值得的 ,不僅可以節(jié)約維修費(fèi)用 ,節(jié)約維簡(jiǎn)資金 ,同時(shí)還滿足了高產(chǎn)高效工作面液壓支架的高壽命、 低故障率的要求。

4、結(jié)語

中煤總公司提出在最近 2～3 a逐步過渡到“ 一井一面 ” ,這就對(duì)液壓支架等綜采設(shè)備提出了更高的要求。在今后的新支架配備的密封件和大修理的液壓支架更換的密封件均要求使用新型聚醚聚氨酯密封件 ,故其使用前景非常樂觀。