全液压钻机液压卡盘自补偿式环状密封装置研究
液压卡盘是全液压动力头式坑道钻机的重要部件，多采用胶囊式结构，油压夹紧方式。卡盘与主轴相连，工作时夹紧钻杆实现高速旋转、给进和起拔等功能，输出所需的转矩和钻压。为了向旋转的卡盘提供连续的压力油，多采用机械间隙密封式密封装置作为卡盘的回转供油装置。随着钻机能力的提高、钻杆直径的增大，密封装置在长时间工作后因工作液压油温度升高、压力增大导致密封装置的泄漏量增大，钻机液压传动效率降低明显，直接影响整机性能。因此有必要对密封装置进行研究和创新设计以满足卡盘回转供油密封装置的密封要求。 文章从密封装置原理出发，分析普通密封装置的结构特点及失效原因发现，引起普通密封装置泄漏量增大的主要原因是:密封间隙内液压油温度升高和压力增大导致的密封间隙值的增大。通过研究普通密封装置密封间隙值与结构参数厚度比、长度、进油孔直径，工作参数工作压力、温度之间的关系，提出在温度场和压力场共同作用下，控制密封间隙为目标的新型密封装置的设计思路。 发明了液压卡盘回转供油自补偿式环状密封装置并计算了该装置的关键结构参数内套厚度和O形圈位置，使用有限元分析方法研究普通密封装置和自补偿式环状密封装置在工作状态下密封间隙与其结构参数和工作参数之间的关系，对设计的自补偿式环状密封装置进行了优化。 研制了卡盘回转供油密封装置性能检测系统，利用正交试验法对设计的自补偿式环状密封装置的密封性能进行试验研究，通过显著性分析获得了影响其密封性能的各工作参数的主次关系，并与普通密封装置的密封性能试验结果进行了对比分析。 研究结果表明，设计的自补偿式环状密封装置具有压力变化时泄漏量稳定、加工装配难度低的特点，达到了设计目标，为全液压钻机卡盘回转供油密封装置的设计创新提供参考。
液压钻机;密封装置;液压卡盘;密封间隙;泄漏量
煤炭科学研究总院
硕士
矿产普查与勘探
殷新胜;邬迪
2016
中文
P634.31
87
2017-04-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）