水輪機接力器活塞缸組合密封更換

但唐強 顧 進

（四川久隆水電開發有限公司 四川 石棉 625400）

0 引言

接力器為液壓元件，在制造、裝配、實驗和安裝運行過程中，它的漏油問題，直接影響著產品的合格率及電站安裝后的正常安全使用[1]。

早期的接力器活塞缸的密封多為多圈開口鑄鐵環密封，但是由于性能較差，現在早已不用。 20 世紀60 至80 年代時用得比較多的是多圈O 形密封環。 它的優點是密封性能好、壓縮量比較大，但是存在耐磨性能差、摩擦力大的缺點，現在一般的工程機械也不多用。 現在用得比較多的是雙引導環組合密封結構[2]。 此結構形式密封可靠，耐磨性能好，但是安裝和更換時經常會出現導向環受力不均勻，接力器的活塞套不進活塞缸等情況。 因此如何能更好的、有效的對組合密封系統進行更換，是電站工作人員應認識和了解的一項技能。

1 組合密封系統的組成和原理

組合密封通常由一個主密封環和一個輔助彈性密封元件組成（見圖1），屬接觸型自緊式密封。 主密封環（又稱導向環）截面形狀為矩形，材料為聚四氟乙烯，其相對配合間隙較松，主要解決在長行程液壓缸中活塞的導向問題，也是活塞的初級密封。 里層的彈性密封元件一般采用O 形橡膠圈，安裝時，主密封環和彈性體密封環放置于同一溝槽中，并給彈性密封環一定的壓縮量。 這種方式的組合密封一方面利用了橡膠較好的可壓縮性，能產生一定的壓力，同時利用了聚四氟乙烯的耐磨性，可以使之能夠長期有較好的密封性能。

當受到低壓流體作用時，彈性密封環受壓縮產生的初始應力作用在聚四氟乙烯環上， 既阻止了低壓流體的滲漏，同時通過主密封環把接觸力傳遞到主密封環與金屬接觸表面之間的通道，起到初始密封的作用。 當密封壓力增加時，流體壓力把O 形密封環推向低壓側，與槽壁緊密接觸。 在高壓流體作用下，O 形圈發生變形， 并擠壓套在其外面的四氟乙烯主密封環，使主密封環與金屬表面的接觸應力增加。 流體的壓力越高，擠壓應力也就越大，以此達到自緊式密封的作用。

2 組合密封的更換方法

長時間的運行中，O 型圈發生老化，失去了原有的彈性，不再具有對密封環的擠壓應力,密封效果變差，造成接力器活塞缸的前后腔串油，有可能達不到動作壓力，會給我們的安全運行帶來很大的影響。 因此，當機組運行一定時間后，我們就必須對其接力器的組合密封進行更換。

O 型密封圈具有一定的伸縮量，彈性系數較大，因此容易安裝；但是導向環伸縮量很小，彈性較小，不易安裝。 如果用改刀將導向環強制安裝，就會導致導向環受到外界較大應力后難以恢復原有尺寸，就會出現接力器的活塞缸套不進活塞腔的情況。 而且導向環受到的外力也是不均勻的，更是難以收縮均勻，有的地方能夠回收到理想尺寸，而受力較大的部分就不容易收縮至理想尺寸，影響安裝質量，因此必須用特殊的方法進行安裝。

2.1 加熱法

2.1.1 拆出接力器活塞，并用破布擦拭活塞表面油漬，將活塞垂直放置；

2.1.2 用改刀和榔頭敲開舊的導向環，拆除導向環和O 型圈；

2.1.3 擦凈密封圈凹槽，將新的O 型圈套入其中；

2.1.4 將新的導向環浸入盛有適量油的油盆中，并用電磁爐對其加熱，溫度加至120℃，保溫10min；（溫度可由紅外線測溫儀測量）

2.1.5 戴上隔熱手套，用鑷子取出新導向環，擦拭干凈后將導向環套向活塞缸密封凹槽；

2.1.6 冷卻數分鐘后，用白布條裹緊剛安裝上去的接力器組合密封；

2.1.7 將溫度為100℃左右的油澆在白布條上，冷卻至常溫；

2.1.8 拆開白布條，在活塞缸表面抹上凈油，回裝。

2.2 專用工具法

2.2.1 拆出接力器活塞，并用破布擦拭活塞表面油漬，將活塞垂直放置；

2.2.2 用改刀和榔頭敲開舊的導向環，拆除導向環和O 型圈；

2.2.3 擦凈密封圈凹槽，將新的O 型圈套入其中；

圖2 組合密封導向環安裝專用工具示意圖

2.2.4 將新導向環套入專用工具（見圖2），沿著專用工具外壁緩慢套向活塞密封凹槽；

2.2.5 用白布條裹緊剛安裝上去的接力器組合密封；

2.2.6 將溫度為100℃左右的油澆在白布條上，冷卻至常溫；

2.2.7 拆開白布條，在活塞表面抹上凈油，回裝。

3 結語

加熱法是利用熱漲冷縮的原理，將導向環加熱，使其均勻擴大，容易套進活塞；而專用工具法則是利用圓錐形工具，使得導向環在安裝過程中也是均勻受力的，這樣導向環在安裝后就會更容易的收縮，實現導向環與O 型密封圈的理想配合。 這兩種方法最后都采用了裹緊導向環澆熱油的方法，目的就是進一步幫助導向環收縮，達到導向環緊密配合O 型圈的效果。 由此可見，力學對于我們處理問題時起到了關鍵性的作用， 因此我們在解決問題時要充分利用所學的知識，拓寬思維，這樣就能更好的幫助我們解決實際問題。

［1］曹德康.水輪機直缸活塞式接力器漏油剖析[J].東方電器評論,1999,18（2）:114－118.

［2］林昌杰,彭寬平.水輪發電機組接力器活塞密封的改進[J].液壓與氣動,2005,4:74－75.