錐密封螺紋接頭在煤礦機械中的推廣應用

朱金樂

摘 要：文章介紹K型接頭在煤礦機械應用中存在容易漏液的缺點，分析成因是由于K型接頭與接頭座配合存在軸向和徑上間隙，管路瞬間來壓導致與接頭配合的O型密封圈發生位移而產生變形，繼而失效所致，緊接著對錐密封螺紋接頭優點及接頭類型進行介紹，展望其應用前景。

關鍵詞：煤礦機械 K型接頭缺陷 錐密封螺紋接頭 類型 應用

中圖分類號：TD40 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）04（b）-0129-02

Abstract： The K type joints due to the leakage of the shortcomings in the application of coal mine machinery， analysis of the causes is due to K type joint and the joint seat has an axial diameter and gap pressure and lead to pipeline instant O joint with sealing ring displacement and deformation and failure caused. Then the tight cone sealing thread and advantages the joint type is introduced， its application prospect in the future.

Key Words： Coal mine machinery； K type joint defect； Cone seal threaded joint； Type； Application

液壓技術在煤礦機械上廣泛應用，相應的液壓系統在煤礦機械組成中占有重要地位。隨著液壓系統結構的不斷改進與演變，作為輸送流體的液壓管路也經歷著一步步優化。而這其中絲扣螺紋接頭的應用便是液壓管路近一時期取得突破的一個跡象，其必將成為未來煤礦機械液壓管路的發展新趨勢。

1 煤礦機械早期的液壓管路連接形式

1.1 早期的液壓管路接頭密封原理及應用

早期的液壓管路廣泛采用K型“插裝式”快接接頭，通過快接接頭與液壓元件的接頭座連接形成閉合的回路。這種接頭頸部安裝有O型橡膠密封圈，依靠密封圈的壓縮作用來實現聯接處的密封，并配合U型卡防止兩聯接接頭的松脫。此種聯接方式具有安裝、拆卸方便的優點，因此在早期煤礦機械中的液壓支架、采煤機、掘進機、巖巷作業線、乳化泵站等設備的液壓管路廣泛應用。

1.2 早期的液壓管路接頭密封缺陷

這種K型“插裝式”接頭聯接形式存在一個缺陷，就是在通過操作換向閥控制管路內液體介質實現換向時，由于輸液管路一端的K型接頭與其聯接配合的接頭座之間存在軸向和徑向間隙，管路內瞬間來壓帶來的沖擊反作用力，使接頭與接頭座之間發生微量相對運動，隨之接頭處的O型密封圈也緊跟發生很小的位移運動，這樣就有可能出現以下情況：O型密封圈受壓變形而失效。而這種情況又存在以下兩種可能： 其一就是管路內油液在系統正常壓力下經過若干次的反復換向，O型密封圈與接頭座內腔壁長期摩擦，局部破裂或因沖擊擠壓而發生“形變”，失去彈性補償能力，并最終失去密封作用；其二若是管路內高于系統額定壓力的突然高壓來襲可使O型密封圈被溝槽槽棱“切割”而瞬間破裂損壞。此兩種情況均造成接頭處滲、漏液，一臺大型的設備諸如掘進機、液壓鉆車由數百條多達上千個接頭膠管聯接起來，由于接頭漏液導致的油脂損失非常之大，不僅造成能源的極大浪費，甚至造成執行元件壓力或流量不能滿足設計要求，使部分功能不正常。

2 錐密封螺紋接頭

2.1 錐密封螺紋接頭的特點

“如何讓液壓管路兩聯接的接頭與接頭座之間在工作介質通過時不發生相對移動”是擺在各國液壓工程師面前的難題所在，而破解這一難題并最早做出改變的是在國外的工程機械上。工程師們設計出采用錐面密封并通過螺母絲扣進行鎖緊的接頭。這種接頭有兩個好處：（1）內錐與外錐相結合，改“線密封”為“面密封”，增大密封接觸面積。（2）在錐形密封面設有溝槽用來安裝O型密封圈，通過內錐與外錐結合時壓縮O型密封圈產生的彈性補償增強密封作用。（3）通過螺母的螺紋絲扣鎖緊兩圓錐結合面，來防止上面提到的O型密封圈“相對運動”，該設計獲得了巨大成功。

2.2 錐密封螺紋接頭的類型

錐密封螺紋接頭根據錐度的不同可分為24°、60°、74°等若干種形式的大類，這些按照不同錐度劃分的接頭因最早是在歐美、日本等發達工業國家最先得到應用，又因地域不同其螺紋以各國的標準進行制造，因此相同錐度接頭最終又衍生出多種形式。如采用公制螺紋的24°錐面接頭、美制細螺紋的JIC74°錐面接頭、英制管螺紋60°錐面接頭等。

在國內部分廠家將不同錐度的螺紋接頭對應稱為H型、G型、C型接頭，而有些廠家采用數字組合的形式來區分。如24°錐接頭用20411表示，60°錐接頭用22611表示，74°錐接頭用26711表示。

該類型的接頭一般可根據自身彎曲角度不同分為0°、45°或135°、90°等樣式并和軟管搭配制成不同裝配角度的管路總成，便能很好地與不同空間位置的液壓件的聯接。同時根據液壓管路本身所承受壓力的不同，錐密封螺紋又有輕、重系列之分，很好地滿足不同工況的液壓系統。

2.3 錐密封接頭國內外生產廠家

錐密封螺紋接頭生產廠家在國際上比較知名的有派克、伊頓、永華（現已被伊頓收購）等公司，而國內的生產地除東北、河北、山東等地外則主要集中在沿海發達的江浙地區，尤其是浙江寧波匯集了大大小小上百家生產企業，在全國都有很大的影響力。

2.4 錐密封螺紋接頭在國內的推廣應用

我國最早引入該類型的接頭始于工程機械，典型的如美國凱特彼勒、日本小松挖掘機均所有使用，國內的工程機械三一挖掘機、山推推土機、合力叉車等裝備都采用了這種錐密封螺紋接頭。進入新世紀，由于煤炭行業持續景氣，三一等知名工程機械廠家紛紛涉足煤礦機械，便把工程機械領域的先進技術引入其中，成為煤礦機械新技術、新工藝的引領者，隨后包括佳木斯煤機廠、石家莊煤機廠、西安煤機廠等老牌煤機企業均在其產品中使用該新型接頭。

回顧歷史可以發現，20世紀80、90年代以前生產的各類煤礦機械廣泛采用K型接頭的液壓管路，直到進入21世紀后錐密封螺紋接頭才逐步在掘進機、液壓鉆車、挖掘式裝載機上得到推廣應用。

3 結語

由于螺紋接頭在初次聯接時只需使用扳手按照一定的預緊力對螺母進行緊固，用在復雜的煤礦機械上發生漏液的幾率極低，可以說是實現了“免維護”，未來必將更廣泛地應用在各類復雜的煤礦機械。

參考文獻

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