100T 液壓機主缸密封結構標準化改造研究

韓 偉，耿 延，趙 勇，馬 斌，陳金忠

（晉西工業集團防務裝備事業部塑料制品分廠，山西太原 030021）

0 引言

某100T 液壓機已使用多年，部分零部件存在老化現象，再加上保壓時間較長，部分零部件易損壞，為了不影響生產，做好常用備品備件工作就顯得尤為重要。但在近年實際工作中，發現該設備主缸密封件（盤根）采購困難，經過與相關液壓設備生產廠家溝通，了解到盤根密封結構已逐步被市場淘汰，鑒于此，對100T 液壓機主缸密封結構實施改造，以改善100T 液壓機主缸密封性能。

1 機器工作原理及結構

該設備為框架形上壓式液壓機，由機身、主缸、頂出機構、操縱機構、電磁鎖緊裝置、電氣控制箱、動力機構、組合閥、分油器、壓力表節門等10 個部分組成。適用于壓制熱固性塑料如酚醛塑料、尿醛塑料、樹脂、電木及其他熱固性模制壓力成型的中小型復合材料制品，機器結構緊湊。其中設備主要結構件如下：

（1）機身用鋼板焊接而成，構成框架形式，機身的左右內側面裝有兩對可調節的導軌，供滑塊上下運行導向用，在滑塊回程的末端，裝有限位開關，用來停止電機，以防滑塊行程過大而撞擊缸底。

（2）主缸裝于機身上部中間，主缸上腔和下腔分別與分油器相通，上腔進油時滑塊下行，下腔進油時滑塊回程。

（3）操縱機構位于機身的右側，通過一組杠桿來操縱分油器的閥桿。

（4）動力機構由低壓齒輪泵和高壓齒輪泵組合而成，低壓齒輪泵的最大工作壓力為1.5 MPa，高壓齒輪泵的最大工作壓力為32 MPa。

（5）組合閥裝在動力機構和分油器之間，由單向閥和安全閥組成，當動力機構的工作壓力超過最大工作壓力一定值時，則安全閥的針形閥在液體壓力作用下，克服彈簧向上升起而溢流，保證人身和機器的安全。

（6）分油器內裝有一組方向閥，用以控制動力機構進入主缸的油流方向，從而得到滑塊相應的下行或回程運動。

設備主要技術參數如下：①公稱力1000 kN；②液體最大工作壓力32 MPa；③滑塊最大回程力200 kN；④滑塊至工作臺面最大距離650 mm；⑤滑塊最大行程380 mm。

2 故障現象與分析

油泵啟動后，操作人員將手柄放于下方的限位槽中，此時滑塊下行，當上、下模板接觸后，壓力逐漸升高，在達到所需壓力值時，使電機停止轉動，此時產品應處于延時保壓狀態，但是實際生產中發現液體壓力有迅速下降的情況。

產生主缸液體壓力迅速下降情況的原因主要有兩方面原因：①單向閥、泵及分油器中有關密封閥口損壞，或者油中有臟物位于閥口處，使其失去密封作用；②泵、分油器以及缸中有關密封裝置（密封圈、墊等）有損壞現象。

經過檢查泵、分油器有關密封，檢查研磨單向閥等液壓元器件，檢查、更換抗磨液壓油之后，發現問題仍未解決，保壓仍然達不到工藝要求，且有滲油現象。所以決定對主缸密封進行檢查拆卸，拆卸后發現主缸密封為盤根（夾布耐油橡膠）密封，缸口密封同樣為盤根（夾布耐油橡膠）密封，均已老化損壞。經過調研目前該類密封已被淘汰，于是計劃對主缸密封結構進行改造。

3 主缸密封技術改造方案及實施

主缸裝于機身上部中間，用4 個內六角螺釘固定，缸體內裝有活塞，活塞用連接螺釘將活塞與滑塊連接起來，活塞的頭部裝有雙向密封裝置，缸口處也有密封裝置，主缸上腔和下腔分別與分油器相通。主缸密封改造前結構如圖1 所示。

圖1 主缸活塞桿

3.1 活塞處密封結構的改造

原設備主缸密封性結構，密封件原為盤根（夾布耐油橡膠）密封，但目前該密封采購困難，給設備維護保養帶來了很大困難，于是計劃對活塞處密封結構進行改造，目的是方便日常維保，并改善設備保壓性能，具體改造方法如下：用新做的活塞環取代原來活塞部位的導向環，活塞環如圖2a）所示，在活塞環上加裝活塞專用密封圈（200 mm×184 mm×18 mm）和一個特殊的耐磨圈，活塞環需要兩個，即雙層密封，另外需兩個O 形圈（159.6 mm（內徑）×3 mm），對活塞環內側進行密封，密封槽見活塞頭。

圖2 活塞環和缸口密封環

3.2 缸口密封結構的改造

原設備缸口密封結構，密封件同樣為盤根（夾布耐油橡膠）密封，同樣面臨密封件采購困難，于是對缸口密封結構也進行改造，以方便日常維保和改善設備主缸滲油問題，具體改造方法如下：對于缸口密封，加工一個缸口密封環取代原來缸口盤根密封件，缸口密封環結構如圖2b）所示；在缸口密封環上加裝AM 140 mm×152 mm×14 mm 密封圈和UHS140 mm×155 mm×9 mm密封圈，密封圈各需一個，另外需一個O 形圈（201 mm（內徑）×6 mm），對缸口密封環外側進行密封，密封槽見缸口密封環。

3.3 缸口螺母加工要求

缸口螺母和導向套裝配好之后，缸口螺母內（連同導向套）按照Φ154.8 mm，深度進行加工；缸口螺母總厚度（注意從缸口螺母底部加工）。

3.4 液壓缸內壁和活塞桿表面修復

（1）基本工序：（磨光→拋光）→上掛→脫脂除油→水洗→（電解拋光或化學拋光）→酸洗活化→（預鍍）→電鍍→水洗→（后處理）→水洗→干燥→下掛→檢驗包裝

（2）各工序的作用為：①施鍍前的所有工序稱為前處理，其目的是修整工件表面，除掉工件表面的油脂、銹皮、氧化膜等，為后續鍍層的沉積提供所需的電鍍表面；前處理主要影響到外觀、結合力；②噴砂的目的是除去零件表面的銹蝕和其他干燥的油污；除去零件表面的毛刺和方向性磨痕，降低零件表明的粗糙度；③磨光的目的是除掉表面的毛刺、銹蝕、劃痕等各種宏觀缺陷，以提高零件的平整度和電鍍質量；④拋光的目的是進一步降低零件表面的粗糙度，獲得光亮的外觀；⑤脫脂除油的目的是除掉工件表面油脂，有有機溶劑除油、化學除油等手段；⑥酸洗的目的是除掉工件表面銹和氧化膜，有化學酸洗和電化學酸洗等手段；⑦電鍍的目的是在工件表面得到所需鍍層，是電鍍加工的核心工序；⑧電鍍后對鍍層進行后處理，以增強鍍層的各種性能，如耐蝕性等。

3.5 裝配注意事項

裝配過程中要求不得劃傷油缸內壁和活塞桿鍍鉻層。

3.6 安裝試車及注意事項

調整分油器時必須在設備處于無負荷的情況下進行，并將操作手柄搬至壓制位置。調整好后進行空載手動試車，確保啟動電機并操作手柄后，滑塊即開始上下快速運行；滑塊及活塞上下運行時應平穩無跳動現象，同時各密封及管接頭處不得有滲漏現象；空載運行正常后開始準備負荷試車工作。

負荷手動試車：①試車前應再次檢查各處管接頭及連接螺母是否緊固；②加壓時應逐漸提高工作壓力，每次提高不得超過5 MPa，直到達到最大工作壓力32 MPa；③高壓時各管接頭及密封填料處不得有滲漏現象，檢查動力機構高壓卸荷裝置是否靈敏，安全閥在35 MPa 是否開啟；④在達到最大壓力后，進行最終保壓試驗，停止電機后壓力下降數值應每10 min 小于2.5 MPa，實際為每10 min 約0.5 MPa，滿足工藝要求。

4 結束語

100T 液壓機主缸導向環和導向套處盤根密封經過改造后，解決了液壓機保壓性能差、主缸缸口密封不好、主缸滲油等問題，使液壓機設備滲油、保壓不好等問題從源頭上得到根本解決。