液壓支架是采煤機(jī)械中的支護(hù)設(shè)備，經(jīng)過(guò)大修在井下一般可使用五年，但是液壓支架中各種液壓閥的使用壽命卻很低，長(zhǎng)的3個(gè)月，短的只有幾個(gè)星期，國(guó)外解決的途徑和辦法是增加系統(tǒng)的過(guò)濾精度和提高乳化液的質(zhì)量，但收效不大。以英國(guó)某液壓閥為例，雖然加工精度及整個(gè)液壓系統(tǒng)的過(guò)濾精度都比較高，但因使用壽命低，已在我國(guó)面臨淘汰。
1影響液壓閥密封性能的主要因素
密封元件損壞的主要因素是工作液中的雜質(zhì)。這些雜質(zhì)在密封元件間研磨，使閥產(chǎn)生泄漏。因此，國(guó)外曾提出相應(yīng)等級(jí)的液壓元件，應(yīng)采用相應(yīng)精度的過(guò)濾器。他們認(rèn)為5µM的油泵密封元件，如果采用過(guò)濾精度為3／µM的過(guò)濾器，壽命可比采用10µM的提高10倍。
但液壓支架用閥，工作環(huán)境十分惡劣。在采煤工作面，油管總長(zhǎng)1000多米，接頭插口多達(dá)4000多個(gè)，液箱無(wú)特殊的防塵設(shè)施。乳化液中有大量的漂浮雜質(zhì)，在立柱缸底和閥腔，留有較多的煤粉、巖粒和鐵屑。進(jìn)液閥芯和閥座，由于開(kāi)啟關(guān)閉比較頻繁，液體流速高，密封很快就會(huì)失效。實(shí)踐證明減少支架液壓系統(tǒng)液體的污染雜質(zhì)，是十分困難的，有人曾經(jīng)設(shè)想在乳化液泵站采用高壓過(guò)濾器，同時(shí)在每臺(tái)支架進(jìn)口處增加小型過(guò)濾器。但在工作中很快被堵塞，形成斷流。
另一方面，隨著液壓支架技術(shù)的發(fā)展。對(duì)閥的使用性能和閥的使用壽命提出了更高的要求。目前，在裝有120目時(shí)的過(guò)濾器和磁過(guò)濾裝置的條件下，用通過(guò)被測(cè)試閥的乳化液的總流量和閥的啟閉次數(shù)，來(lái)計(jì)量閥的壽命。但實(shí)際上室內(nèi)型式試驗(yàn)與井下實(shí)際工作結(jié)果相差很大。現(xiàn)在許多國(guó)家的形式實(shí)驗(yàn)，增加了抗污染要求，有的是在乳化液中摻入適當(dāng)?shù)拿悍郏械氖羌尤霗C(jī)械雜質(zhì)。
為此，需要使用新型的、抗污染能力強(qiáng)的、適合于井下工作條件的密封副。
2液壓閥密封材料的歷史及現(xiàn)狀
閥芯和閥座接觸面的泄漏，是工作液體分子擠入的結(jié)果。影響密封效果的主要原因是閥芯和閥座的接觸比壓、不平度及壓差。當(dāng)閥芯與閥座的接合面以P力壓緊，工作液體分子以F力擠入，密封材料會(huì)產(chǎn)生彈性變形。如果密封副總抗力大于分子斥力，則密封有效，否則就會(huì)形成泄漏。
早期的液壓支架，運(yùn)動(dòng)副之間沒(méi)有其他密封措施，是金屬直接接觸密封，即要求密封副接觸平面吻合，具有較高的加工精度，否則必須加大密封副的結(jié)合力，使接觸表面產(chǎn)生塑性變形，堵塞泄漏通道。