在煤礦開采作業(yè)中,采煤機(jī)械作為核心設(shè)備,其運(yùn)行狀態(tài)直接關(guān)系到生產(chǎn)效率與安全。而密封圈作為采煤機(jī)械中防止液體、氣體泄漏以及外界雜質(zhì)侵入的關(guān)鍵部件,其質(zhì)量與安裝使用標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于保障機(jī)械正常運(yùn)行、延長設(shè)備壽命、避免安全事故起著至關(guān)重要的作用。本文將深入探討采煤機(jī)械密封圈的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),為煤礦企業(yè)及從業(yè)人員提供參考。
一、密封圈材質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)
(一)耐腐蝕性要求
采煤機(jī)械工作環(huán)境中存在各種化學(xué)介質(zhì),如乳化液、液壓油等,這些介質(zhì)可能對(duì)密封圈造成腐蝕。根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),密封圈材質(zhì)應(yīng)具備良好的耐腐蝕性。例如,對(duì)于磷酸酯類阻燃液壓油,丁腈橡膠(NBR)密封圈可能因受到強(qiáng)腐蝕而導(dǎo)致體積膨脹率上升、硬度下降等問題。在實(shí)際應(yīng)用中,若煤礦液壓系統(tǒng)使用此類液壓油,就需要選擇耐腐蝕性更強(qiáng)的材質(zhì),如氟橡膠(FKM),但需注意其在含硫煤塵環(huán)境中硫化體系易被破壞的問題,可考慮采用全氟醚橡膠(FFKM)等,其耐化學(xué)性相比普通橡膠有顯著提升。
(二)耐溫性要求
采煤機(jī)械在工作過程中會(huì)產(chǎn)生熱量,同時(shí)煤礦井下環(huán)境溫度也可能存在較大波動(dòng),因此密封圈材質(zhì)需要具備良好的耐溫性。例如,在高溫工況下,普通橡膠密封圈可能會(huì)出現(xiàn)老化、變硬等問題,導(dǎo)致密封性能下降。此時(shí),氟硅橡膠(FVMQ)是一種合適的選擇,其耐溫范圍可達(dá) -40℃—200℃,能夠適應(yīng)采煤機(jī)械在不同溫度環(huán)境下的工作需求。
(三)耐磨性要求
采煤機(jī)械在運(yùn)行過程中,密封圈會(huì)與相關(guān)部件產(chǎn)生摩擦,因此需要具備良好的耐磨性。蕾型密封圈等由丁晴橡膠和耐磨的浸膠織物壓制而成的密封圈,其上部軟膠受壓變形大,為密封部分,底部和密封面為高硬膠織物層,受壓變形小,為承壓部分,兩者結(jié)合彈性好,符合高壓密封要求,且具有良好的耐磨性,能夠在長期摩擦下保持較好的密封性能。
二、密封圈尺寸標(biāo)準(zhǔn)
(一)內(nèi)徑與外徑標(biāo)準(zhǔn)
密封圈的內(nèi)徑與外徑尺寸必須與安裝部位精確匹配。以O型密封圈為例,其尺寸公差需符合ISO 3601 - 1標(biāo)準(zhǔn)。例如,內(nèi)徑100mm的密封圈,公差應(yīng)控制在±0.3mm以內(nèi)。如果尺寸偏差過大,會(huì)導(dǎo)致密封圈與安裝面之間無法緊密貼合,從而引發(fā)泄漏問題。在實(shí)際安裝過程中,應(yīng)使用測量精度不低于0.02mm的測量儀器對(duì)密封圈和安裝部位的主要尺寸進(jìn)行測量,確保尺寸匹配。
(二)截面直徑標(biāo)準(zhǔn)
截面直徑也是密封圈尺寸標(biāo)準(zhǔn)中的重要參數(shù)。以1MG - 200型采煤機(jī)搖臂密封為例,其支承部位采用O型圈進(jìn)行徑向密封,但因斷面尺寸過?。?biāo)準(zhǔn)斷面直徑應(yīng)≥5.7mm),彈性變形量不足,導(dǎo)致煤塵侵入。因此,在選擇密封圈時(shí),必須嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)確定截面直徑,以保證密封圈能夠發(fā)揮正常的密封作用。
三、密封圈性能標(biāo)準(zhǔn)
(一)密封性能標(biāo)準(zhǔn)
密封圈的首要性能要求就是具備良好的密封性能。根據(jù)MT/T 984 - 2006標(biāo)準(zhǔn),煤礦液壓支架用密封件泄漏率應(yīng)≤0.1mL/min。在實(shí)際檢測中,可以通過模擬實(shí)際工況進(jìn)行密封性能測試,如在一定壓力和溫度條件下,檢測密封圈在一定時(shí)間內(nèi)的泄漏量。如果泄漏量超過標(biāo)準(zhǔn)要求,則說明密封圈的密封性能不合格,不能投入使用。
(二)機(jī)械性能標(biāo)準(zhǔn)
密封圈需要具備一定的機(jī)械性能,如拉伸強(qiáng)度、扯斷伸長率等。在煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中,對(duì)于煤礦用立柱和千斤頂?shù)木郯滨ッ芊馊Γ忻鞔_的機(jī)械性能要求。例如,單體密封圈和復(fù)合密封圈的外圈抗水解性能(8周時(shí)間)應(yīng)滿足硬度變化下降小于9%、拉伸強(qiáng)度變化下降小于18%、扯斷伸長率變化下降小于9%、體積變化小于6%、質(zhì)量變化小于6%等要求。這些機(jī)械性能指標(biāo)能夠保證密封圈在工作過程中不會(huì)因受到外力作用而輕易損壞,從而維持其密封性能。
(三)老化性能標(biāo)準(zhǔn)
采煤機(jī)械密封圈在長期使用過程中會(huì)受到熱、氧、光等因素的影響而發(fā)生老化。因此,相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)密封圈的老化性能也有明確規(guī)定。例如,單體密封圈和復(fù)合密封圈的外圈經(jīng)熱空氣老化后,性能應(yīng)滿足硬度變化下降小于8%、拉伸強(qiáng)度變化下降小于10%、扯斷伸長率變化下降小于12%等要求。通過老化性能測試,可以評(píng)估密封圈在長期使用后的性能變化情況,確保其在規(guī)定的使用壽命內(nèi)能夠保持良好的性能。
四、密封圈安裝與使用標(biāo)準(zhǔn)
(一)安裝前準(zhǔn)備標(biāo)準(zhǔn)
在安裝密封圈之前,需要進(jìn)行一系列的準(zhǔn)備工作。首先,要選擇合適的密封圈,確保其材質(zhì)、尺寸和性能符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。其次,要清潔安裝部位,去除表面的油污、灰塵、鐵銹等雜質(zhì),并確保安裝部位完全干燥。此外,還需要仔細(xì)檢查密封圈的外觀,查看是否有裂紋、缺口、變形等缺陷,并進(jìn)行彈性測試,確保其彈性正常。
(二)安裝過程標(biāo)準(zhǔn)
不同類型的密封圈有不同的安裝方法,但都需要遵循一定的標(biāo)準(zhǔn)。例如,在安裝O型密封圈時(shí),對(duì)于直徑較小的O型密封圈,可以直接用手將其套在需要密封的軸或孔上,但要注意避免被尖銳的邊緣劃傷;對(duì)于直徑較大或安裝位置較深的O型密封圈,可以使用專用的安裝工具,如錐形套、擴(kuò)張器等,確保O型密封圈均勻地進(jìn)入溝槽,沒有扭曲或翻轉(zhuǎn)。在安裝過程中,還需要注意避免密封圈被劃傷、防止扭曲,并按照正確的安裝順序進(jìn)行操作。
(三)使用與維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)
在采煤機(jī)械使用過程中,需要定期對(duì)密封圈進(jìn)行檢查和維護(hù)。例如,通過壓力傳感器監(jiān)測密封腔壓力波動(dòng),當(dāng)泄漏量>0.1mL/min時(shí)觸發(fā)報(bào)警;使用紅外熱成像儀定期掃描密封部位,溫度異常點(diǎn)定位精度±1℃。同時(shí),要根據(jù)密封圈的平均無故障時(shí)間(MTBF)數(shù)據(jù),制定合理的更換周期,如液壓支架立柱密封圈建議12個(gè)月更換,以確保密封圈始終處于良好的工作狀態(tài)。
五、密封圈檢驗(yàn)與質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
(一)出廠檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)
密封圈在出廠時(shí)應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格的出廠檢驗(yàn),檢驗(yàn)由制造廠質(zhì)量檢驗(yàn)部門進(jìn)行。出廠檢驗(yàn)項(xiàng)目包括外觀質(zhì)量、尺寸極限、硬度、拉伸強(qiáng)度、扯斷伸長率等。檢驗(yàn)方法按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行,如外觀質(zhì)量用常規(guī)方法進(jìn)行檢查,尺寸極限用測量精度不低于0.02mm的測量儀器進(jìn)行測量,硬度按GB/T531 - 1999橡膠邵爾A型硬度試驗(yàn)方法進(jìn)行測量等。只有所有出廠檢驗(yàn)項(xiàng)目都合格,密封圈才能出廠銷售。
(二)型式檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)
型式檢驗(yàn)由國家授權(quán)的監(jiān)督檢驗(yàn)部門進(jìn)行,在新產(chǎn)品鑒定定型或老產(chǎn)品轉(zhuǎn)廠試制時(shí)、正式生產(chǎn)后產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、材料、工藝有較大改變時(shí)、產(chǎn)品停產(chǎn)3年以上再次生產(chǎn)時(shí)、出廠檢驗(yàn)結(jié)果與上次型式檢驗(yàn)有較大差異時(shí)、國家質(zhì)量監(jiān)督部門和國家煤礦安全監(jiān)督部門提出要求時(shí)等情況,都需要進(jìn)行型式檢驗(yàn)。型式檢驗(yàn)項(xiàng)目除出廠檢驗(yàn)項(xiàng)目外,還包括抗水解性能、熱空氣老化性能、低溫性能、可靠性能等。通過型式檢驗(yàn),可以全面評(píng)估密封圈的性能和質(zhì)量是否符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。
采煤機(jī)械密封圈的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)涵蓋了材質(zhì)、尺寸、性能、安裝與使用、檢驗(yàn)與質(zhì)量等多個(gè)方面。煤礦企業(yè)和從業(yè)人員必須嚴(yán)格遵守這些標(biāo)準(zhǔn),從密封圈的選型、采購、安裝到使用、維護(hù)等各個(gè)環(huán)節(jié)都進(jìn)行嚴(yán)格把控,以確保采煤機(jī)械的安全穩(wěn)定運(yùn)行,提高煤礦生產(chǎn)效率和安全性,推動(dòng)煤炭行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。