高水基高压大流量安全阀密封失效分析

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1、２０１５年１１月机床与液压Ｎｏｖ?２０１５第４３卷第２２期ＭＡＣＨＩＮＥＴＯＯＬ＆ＨＹＤＲＡＵＬＩＣＳＶｏｌ?４３Ｎｏ?２２ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ?ｉｓｓｎ?１００１－３８８１?２０１５?２２?０２８高水基高压大流量安全阀密封失效分析１１１１２郭冰菁，申欢欢，李阁强，聂辰鹏，吴晓路（１?河南科技大学机电工程学院，河南洛阳４７１００３；２?济宁职业技术学院机电工程系，山东济宁２７２０３７）摘要：高水基高压大流量安全阀是液压支架的关键元件之一，其密封性能直接影响到液压支架的工作性能。针对高压大流量差动式安全阀，基于ＡＮＩＤＡ有限元软件，分析密封材料特性和选

2、择组合密封的必要性。并在高压大流量的工况下，确定了该安全阀组合式密封合适的预压缩量，为安全阀的泄漏控制提供技术支持。关键词：高水基高压大流量安全阀；密封材料；组合密封；预压缩量中图分类号：ＴＤ４文献标志码：Ａ文章编号：１００１－３８８１（２０１５）２２－０８４－４ＳｅａｌｉｎｇＦａｉｌｕｒｅＡｎａｌｙｓｉｓｆｏｒｔｈｅＨｉｇｈＷａｔｅｒ⁃ｂａｓｅｄａｎｄＨｉｇｈＰｒｅｓｓｕｒｅＬａｒｇｅＦｌｏｗＳａｆｅｔｙＶａｌｖｅ１１１１２ＧＵＯＢｉｎｇｊｉｎｇ，ＳＨＥＮＨｕａｎｈｕａｎ，ＬＩＧｅｑｉａｎｇ，ＮＩＥＣｈｅｎｐｅｎｇ，ＷＵＸｉａｏｌｕ（１?Ｓｃｈｏｏｌｏｆ

3、ＭｅｃｈａｔｒｏｎｉｃｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨｅｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＬｕｏｙａｎｇＨｅｎａｎ４７１００３，Ｃｈｉｎａ；２?ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＪｉｎｉｎｇＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ，ＪｉｎｉｎｇＳｈａｎｄｏｎｇ２７２０３７，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｈｉｇｈｗａｔｅｒ⁃ｂａｓｅｄａｎｄｈｉｇｈｐｒｅｓｓｕｒｅｌａｒｇｅｆｌｏｗｓａｆｅｔｙｖａｌｖｅｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｋｅｙｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｏｆｈｙｄｒａｕｌｉｃｓｕｐｐ

4、ｏｒｔｓｙｓ⁃ｔｅｍ．Ｉｔｓｓｅａｌｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｄｉｒｅｃｔｌｙａｆｆｅｃｔｓｔｈｅｗｏｒｋｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｈｙｄｒａｕｌｉｃｓｕｐｐｏｒｔ．ＳｐｅｃｉｆｉｃｔｏｔｈｅｈｉｇｈｐｒｅｓｓｕｒｅａｎｄｌａｒｇｅｆｌｏｗｒａｔｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｔｙｐｅｓａｆｅｔｙｖａｌｖｅａｎｄｂａｓｅｄｏｎＡＤＩＮＡ，ｔｈｅｓｅａｌｉｎｇｍａｔｅｒｉａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｔｈｅｎｅｃｅｓｓｉｔｙｏｆｔｈｅｓｅｌｅｃｔｉｏｎｏｆｃｏｍ⁃ｂｉｎｅｄｓｅａｌｉｎｇｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｕｎｄｅｒｈｉｇ

5、ｈｐｒｅｓｓｕｒｅａｎｄｌａｒｇｅｆｌｏｗｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｔｈｅｓｕｉｔａｂｌｅｐｒｅ⁃ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｏｆｔｈｉｓｓａｆｅｔｙｖａｌｖｅｃｏｍｂｉｎｅｄｓｅａｌｉｎｇｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｗａｓｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ．Ｉｔｐｒｏｖｉｄｅｓｔｅｃｈｎｉｃａｌｓｕｐｐｏｒｔｓｆｏｒｌｅａｋａｇｅｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇｔｏｓａｆｅｔｙｖａｌｖｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｈｉｇｈｗａｔｅｒ⁃ｂａｓｅｄａｎｄｈｉｇｈｐｒｅｓｓｕｒｅｌａｒｇｅｆｌｏｗｓａｆｅｔｙｖａｌｖｅ；Ｓｅａｌｍａｔｅｒｉａｌ；Ｃｏｍｂｉｎｅｄｓｅａｌ；Ｐｒｅ⁃ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｖａｌｕ

6、ｅ随着液压支架向大工作阻力和大采高方向发展，进行仿真，对此类安全阀密封形式的选择以及密封特支架液压系统的工况参数逐渐增大，在此极端工况性进行分析。下，高压大流量安全阀的作用尤为重要。液压支架的１高压大流量差动式安全阀结构［１］安全阀主要用于保证支架具有可缩性和恒阻性。安高水基安全阀的结构如图１所示。该安全阀为差全阀在正常工况下长时间不开启或经长时间间隔偶尔动式，采用平衡腔结构，额定流量为４５００Ｌ／ｍｉｎ。开启，立柱在弹性伸缩状态下工作，这种状态下安全主要组成部分有阀芯、阀座、阀套、平衡腔。这种结阀始终关闭或小流量启溢闭，安全阀需要具有良好密构的安全阀在高

7、压大流量工况下具有工艺性好、卸载封性能，此时密封形式为静密封。在冲击地压顶板、灵敏度高的特点。阀芯与阀体、阀套之间的接触面安坚硬难冒顶板等工况下，安全阀较频繁地间断开启，装有密封装置，并以接触式密封的形式将其压缩安装大流量启溢闭，体现了支架的恒阻性，此时为往复密在密封沟槽中，利用弹性体本身的弹性补偿特性，使封形式。在这两种工况下，一旦安全阀的密封失效，［２］其始终紧压密封面从而进行密封。液压支架的支撑作用就会受到影响，直接导致液压支对于高水基高压大流量安全阀所采用的接触式密架的支护作用丧失，影响工作环境安全。封，为保证密封副具有长久的使用寿命与良好的密封由

8、此可见，研究高水基高压大流量安全阀的密封性能，必须选择合理的接触密