關于重型機械上的密封技術分析

黃建林

現階段，我國很多行業都使用了重型機械設備，這樣能有效提高工作質量和效率，滿足企業的發展需求。但是，重型機械設備的投資量大，需要保證其安全性，以延長使用壽命。這些機械設備存在很多的密封部件，能有效保障重型機械的質量，防止出現損壞等問題，從而保障企業的經濟效益和社會效益。

1 密封技術對重型機械的重要性

通常，一些重型機械上有很多密封口，這些密封口的直徑比較大，部分機械設備的油封直徑可達到8～10m。隨著機械制造業的發展，我國一些壓機液壓缸半徑能達到1～2m，給重型機械的密封工作帶來很大的難度。出現這種情況，其主要原因是機械加工存在隱患，制造重型機械設備時，部分大尺寸的密封件會存在一定的尺寸差。當機械設備正常運轉工作時，結構部件會出現形變等問題。這會增加密封件與密封口之間的距離，從而出現泄漏等問題。

2 密封技術在重型機械上的應用

2.1 隧道掘進機驅動密封系統

目前，隧道掘進機在地下工程中得到了廣泛運用，驅動系統是其核心部件，一旦發生泄漏等問題，會嚴重影響機械設備的質量，從而降低其使用壽命。

隧道掘進機的驅動結構共采用了五個馬達設備，其刀盤可進行變速操作，但需要嚴格控制變速范圍，使其控制在2.66r/min以內。除馬達設備之外，主要設備還包括減速機、主軸承、密封殼體、電機等。其工作原理為：當設備處于運轉狀態時，由電機為減速機提供動力支撐，使其發生運動。減速機在運動的狀態下會出現旋轉，帶動大小齒輪之間的嚙合。由于刀盤是通過螺栓來連接在大齒輪上的，人們需要采用密封技術對其4個腔體進行密封。這種密封技術需要在正壓的作用下才可起到效果。通常情況下，油腔中第一個腔體主要用來防止泥土進入腔體，避免造成設備磨損。第二、第三個腔體需要添加潤滑劑，油脂達到一定標準時，會迅速增加腔體內的壓力，從而將密封口打開，以排出腔體內部的雜質。而第四個腔體主要起潤滑降溫的作用，使其將油回流到油箱中。由此可知，地下掘進作業環境復雜、條件惡劣，難以更換和維護密封設備，人們需要采用合理的密封技術，以保證地下掘進作業順利進行[1]。

通常情況下，大多數隧道掘進機密封部件的抗壓能力在5bar左右，質量較好的部件可達到7bar。在進行設計時，應以5bar為標準，并改變傳統4道腔體設計方式，采用5道唇形密封腔體，分別為A1-A5。因此，A1腔采用質量比較好的HBW密封油脂，能有效起到防泥水的效果，并要保證腔體的壓力為正壓。A2腔可采用注脂調節的方式，可先將腔體內部的壓力設置在3bar左右，并逐漸添加HBW密封油脂，使其內部產生壓差。當A2腔的壓力小于A1時，唇口的壓力能得到有效降低，從而降低密封部件的磨損度。A3腔與A2腔類似，需要同時進行注脂操作，以控制A3腔與A2腔的壓力平衡，確保二者之間的壓差控制在0.5bar范圍內，從而降低損耗。A4腔采用的是DT46液壓油，腔體內部的壓力差有明顯的變化，導致其損耗程度比較高。一旦出現漏油問題時，可及時報警，能有效保證設備運行的安全性。另外，A5腔主要用來檢測油腔的泄露情況，當檢測到A4腔出現問題時，它會自動停止注油操作，從而保障密封效果。

2.2 液壓機油缸密封系統

大型液壓機屬于鍛壓機械的組成部分，在造船、化工、電子等行業領域得到了廣泛使用。同時，大型液壓機的適用范圍比較廣，可用于拉伸、校正、沖壓等工作。其中，油缸是液壓機的核心系統，一旦出現泄漏問題，會引發安全隱患，嚴重影響企業的發展。因此，人們需要研究其密封技術，以保證其質量。

目前，大型液壓機采用的油缸密封技術主要分為靜密封和動密封兩種。使用靜密封技術時，需要采用O形圈進行密封，當處于高壓狀態時，應對O形圈進行加檔，以滿足實際需求。現階段，我國使用靜密封的材質大多為NBR，當溫度超過一定標準時，應適當轉換密封材料，可采氟橡膠密封圈。當對油缸進行密封操作時，應將密封圈套在油缸端蓋處，這種密封技術比較穩定，不易磨損，能有效保障密封質量。而動密封技術損耗程度比較高，通常采用的是旋轉密封和往復密封方式。以往復密封技術為例，比較常用材料包括聚四氟乙烯、橡膠等，在不同的環境下應合理選擇材料，以保證密封效果。比如，當使用溫度在100℃以上，壓力比較高時，應使用聚四氟乙烯，而常態環境下則可以使用橡膠材料。

另外，液壓機油缸需要處理的密封口比較多，在進行實際操作時，應根據各個密封圈的功能和實際需求來進行使用。一般情況下，可分為孔用密封圈和軸用密封圈，但都可以使用Y形圈和組合密封的方式。而不同產品液壓機油缸的結構不同，在進行密封操作時，應使用組合密封圈或唇形往復密封的方式。當進行唇形往復密封時，應在腔體中填充唇邊過盈量，使其可以貼住腔體表面，從而有效避免泄露等問題。同時，這種密封圈有一個唇口，使其具備更強的密封作用，比較常見的有V形圈、Y形圈等。組合密封圈的密封效果也比較好，V形圈這種型號能有效提高安裝質量，能應對各種復雜的條件，從而保障密封效果。

2.3 板材軋機油缸密封系統

對于大型板材軋機來說，其主要密封工作在液壓壓下油缸方面。此油缸的直徑比較大，做好油缸密封工作，能有效提高部件的安全性，降低摩擦系數，從而保障其正常運轉。通常情況下，液壓壓下油缸的正常工作壓力為60bar或280bar，之所以會存在這樣的差異，是因為油缸的結構不同，當不存在桿腔時，它能承受更多的壓力。同時，其正常工作溫度為60℃[2-3]。

當油缸處于正常工作狀態時，受外部因素的影響，其會發生高速振動的情況，這樣會加大密封件的摩擦系數，影響密封效果。因此，在使用密封技術時，應合理選擇密封材料，保證密封質量。在材料選擇上，通常可用聚四氟乙烯，以降低摩擦系數，避免出現爬行問題。同時，可采用桿用密封OMS-S部件和防塵圈，防止出現積灰問題，以保證無困油現象，從而保障密封效果。

3 結語

近些年來，為了提高工作質量和工作效率，我國很多行業都已應用了重型機械設備。由于重型機械設備的投入成本較高，人們應最大程度地提高其使用率。因此，做好密封工作具有十分重要的意義，可避免灰塵、泥土等進入腔體中，降低密封部件的摩擦系數，從而保障密封質量，實現其應有的價值。

[1]崔曉杰.金屬密封技術的研究進展及密封機理分析[J].石油機械，2011，39（1）：102-105.

[2]俞龍，何立東，王強.回轉式空氣預熱器刷式密封技術的研究與應用[J].中國電力，2010，43（6）：59-64.

[3]李軍，晏鑫，豐鎮平.透平機械阻尼密封技術及其轉子動力特性研究進展[J].熱力透平，2011，38（1）：5-9.