摘要：针对丁腈夹布橡胶材质的鼓型圈、 蕾型圈使用寿命短、 更换不方便的问题 ,决定采用新型聚醚聚氨酯密封件代替。介绍了聚醚聚氨酯密封件在液压支架立柱、 千斤顶上的应用 ,通过与丁腈夹布橡胶密封件在性能和经济性上的比较可知 ,新型聚醚聚氨酯密封件非常适合在高产高效工作面应用。

　　近年来 ,随着对高产高效工作面液压支架高寿命和低故障率要求的提高 ,传统材质的丁腈夹布橡胶密封件已经不能满足生产需要。通过对液压支架立柱、 千斤顶的拆检发现 ,传统的丁腈夹布橡胶材质的蕾型圈的夹布层均有裂纹、 毛边、 撕裂 ,鼓型圈的主要夹布胶与软胶结合部开裂 ,磨损严重 ,从而出现大面积漏液。丁腈夹布橡胶材质的鼓型圈、 蕾型圈使用寿命短 ,更换不方便。因此,急需寻求新的密封材料,以提高密封件的使用寿命 ,从而提高立柱的使用寿命和可靠性,满足高产高效工作面的技术要求。

　　最近几年 ,美国、 波兰、 奥地利等国家对支架密封件在材质方面的研究有了突破性的发展 ,传统的密封机理、 加工工艺以及密封材料已经逐步被淘汰。

　　聚醚聚氨酯密封件已经成为第 3代产品 ,其使用寿命是现在传统国产产品的 5倍左右 ,有着广泛的应用前景。

　　1、聚醚聚氨酯密封材料性能分析

　　现就新型进口聚醚聚氨酯密封件 (红色 )与丁腈胶密封件 (黑色 )的机械、 物理和热性能进行比较 ,其结果见表 1 (温度 23 ℃)。

　　通过对进口聚氨酯密封件和丁腈橡胶密封件技术参数的比较 ,进口聚醚聚氨酯密封件在耐磨性、 强度和抗撕裂等方面的优越性一目了然。

　　(1)较好的耐磨性。超低的摩擦因数为超长的使用寿命提供了必要的保障。在承受相同的径向压力的前提下,进口聚醚聚氨酯的摩擦因数是013,而丁腈橡胶的摩擦因数为115,进口聚醚聚氨酯的摩擦因数仅为丁腈橡胶的1/5;在相同的条件下,磨损仅为丁腈橡胶的1/8。因此,具有超长的使用寿命。

　　(2)优越的抗老化和耐水解性。丁腈橡胶在热、 光、 辐射等物理因素和臭氧、 氧、 酸、 碱等化学因素的影响下会变硬、 变脆 ,失去弹性而老化。传统的聚酯聚氨酯 (材质主要为聚酯多元醇 )在 55 ℃极易水解 ,而新型聚醚聚氨酯材质的密封件采用的是聚醚多元醇 ,它对此表现为惰性 ,存放、 使用期可长达20 a,有着优越的耐水解和抗老化性能。

　　(3)较大的最大挤出间隙。缸体在日积月累的摩擦过程中会有一定量的磨损 ,导致缸体的径向挤出间隙变大 ,如果密封材料的抗挤出性能较低 ,就会出现密封件根部被挤出而损坏。进口聚醚聚氨酯密封件的最大挤出间隙为 0176 mm,而丁腈橡胶的最大挤出间隙仅为 0113 mm。一般情况下 ,进口聚醚聚氨酯密封件的最大挤出间隙是丁腈橡胶的4倍多。因此 ,进口聚醚聚氨酯密封件在同一液压缸体中多年使用 ,效果却依然理想。

　　(4)较高的强度和抗撕裂能力。进口聚醚聚氨酯密封件的抗拉强度和伸长率是丁腈橡胶的3倍 ,撕裂强度是丁腈橡胶的 9倍。

　　2、应用效果

　　通过试用 ,新型进口聚醚聚氨酯密封件在高产高效矿井的应用效果良好 ,达到了高产高效工作面对液压支架密封件的要求 ,克服了所有丁腈夹布橡胶密封件的缺点 ,同时也满足了新型密封件的技术要求。

　　3、效益分析

　　表面上看 ,新型进口聚醚聚氨酯密封件的价格比普通丁腈夹布橡胶要高不少 ,平均每套支架 (以ZF5200支架为例 ,每套支架按 130台计算 )密封件的修理费用要增加约 30万元的成本。但整体来看,立柱、 千斤顶的使用寿命提高 1倍以上 ,在相同的使用时间内减少支架大修次数 1～2次 ,每套支架每次的大修理费用约为 700万元。由此可见 ,增加几十万元的密封件成本还是很值得的 ,不仅可以节约维修费用 ,节约维简资金 ,同时还满足了高产高效工作面液压支架的高寿命、 低故障率的要求。

　　4、结语

　　中煤总公司提出在最近 2～3 a逐步过渡到“ 一井一面 ” ,这就对液压支架等综采设备提出了更高的要求。在今后的新支架配备的密封件和大修理的液压支架更换的密封件均要求使用新型聚醚聚氨酯密封件 ,故其使用前景非常乐观。