錐密封螺紋接頭在煤礦機械中的推廣應(yīng)用

朱金樂

摘 要：文章介紹K型接頭在煤礦機械應(yīng)用中存在容易漏液的缺點，分析成因是由于K型接頭與接頭座配合存在軸向和徑上間隙，管路瞬間來壓導(dǎo)致與接頭配合的O型密封圈發(fā)生位移而產(chǎn)生變形，繼而失效所致，緊接著對錐密封螺紋接頭優(yōu)點及接頭類型進(jìn)行介紹，展望其應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：煤礦機械 K型接頭缺陷 錐密封螺紋接頭 類型 應(yīng)用

中圖分類號：TD40 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）04（b）-0129-02

Abstract： The K type joints due to the leakage of the shortcomings in the application of coal mine machinery， analysis of the causes is due to K type joint and the joint seat has an axial diameter and gap pressure and lead to pipeline instant O joint with sealing ring displacement and deformation and failure caused. Then the tight cone sealing thread and advantages the joint type is introduced， its application prospect in the future.

Key Words： Coal mine machinery； K type joint defect； Cone seal threaded joint； Type； Application

液壓技術(shù)在煤礦機械上廣泛應(yīng)用，相應(yīng)的液壓系統(tǒng)在煤礦機械組成中占有重要地位。隨著液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的不斷改進(jìn)與演變，作為輸送流體的液壓管路也經(jīng)歷著一步步優(yōu)化。而這其中絲扣螺紋接頭的應(yīng)用便是液壓管路近一時期取得突破的一個跡象，其必將成為未來煤礦機械液壓管路的發(fā)展新趨勢。

1 煤礦機械早期的液壓管路連接形式

1.1 早期的液壓管路接頭密封原理及應(yīng)用

早期的液壓管路廣泛采用K型“插裝式”快接接頭，通過快接接頭與液壓元件的接頭座連接形成閉合的回路。這種接頭頸部安裝有O型橡膠密封圈，依靠密封圈的壓縮作用來實現(xiàn)聯(lián)接處的密封，并配合U型卡防止兩聯(lián)接接頭的松脫。此種聯(lián)接方式具有安裝、拆卸方便的優(yōu)點，因此在早期煤礦機械中的液壓支架、采煤機、掘進(jìn)機、巖巷作業(yè)線、乳化泵站等設(shè)備的液壓管路廣泛應(yīng)用。

1.2 早期的液壓管路接頭密封缺陷

這種K型“插裝式”接頭聯(lián)接形式存在一個缺陷，就是在通過操作換向閥控制管路內(nèi)液體介質(zhì)實現(xiàn)換向時，由于輸液管路一端的K型接頭與其聯(lián)接配合的接頭座之間存在軸向和徑向間隙，管路內(nèi)瞬間來壓帶來的沖擊反作用力，使接頭與接頭座之間發(fā)生微量相對運動，隨之接頭處的O型密封圈也緊跟發(fā)生很小的位移運動，這樣就有可能出現(xiàn)以下情況：O型密封圈受壓變形而失效。而這種情況又存在以下兩種可能： 其一就是管路內(nèi)油液在系統(tǒng)正常壓力下經(jīng)過若干次的反復(fù)換向，O型密封圈與接頭座內(nèi)腔壁長期摩擦，局部破裂或因沖擊擠壓而發(fā)生“形變”，失去彈性補償能力，并最終失去密封作用；其二若是管路內(nèi)高于系統(tǒng)額定壓力的突然高壓來襲可使O型密封圈被溝槽槽棱“切割”而瞬間破裂損壞。此兩種情況均造成接頭處滲、漏液，一臺大型的設(shè)備諸如掘進(jìn)機、液壓鉆車由數(shù)百條多達(dá)上千個接頭膠管聯(lián)接起來，由于接頭漏液導(dǎo)致的油脂損失非常之大，不僅造成能源的極大浪費，甚至造成執(zhí)行元件壓力或流量不能滿足設(shè)計要求，使部分功能不正常。

2 錐密封螺紋接頭

2.1 錐密封螺紋接頭的特點

“如何讓液壓管路兩聯(lián)接的接頭與接頭座之間在工作介質(zhì)通過時不發(fā)生相對移動”是擺在各國液壓工程師面前的難題所在，而破解這一難題并最早做出改變的是在國外的工程機械上。工程師們設(shè)計出采用錐面密封并通過螺母絲扣進(jìn)行鎖緊的接頭。這種接頭有兩個好處：（1）內(nèi)錐與外錐相結(jié)合，改“線密封”為“面密封”，增大密封接觸面積。（2）在錐形密封面設(shè)有溝槽用來安裝O型密封圈，通過內(nèi)錐與外錐結(jié)合時壓縮O型密封圈產(chǎn)生的彈性補償增強密封作用。（3）通過螺母的螺紋絲扣鎖緊兩圓錐結(jié)合面，來防止上面提到的O型密封圈“相對運動”，該設(shè)計獲得了巨大成功。

2.2 錐密封螺紋接頭的類型

錐密封螺紋接頭根據(jù)錐度的不同可分為24°、60°、74°等若干種形式的大類，這些按照不同錐度劃分的接頭因最早是在歐美、日本等發(fā)達(dá)工業(yè)國家最先得到應(yīng)用，又因地域不同其螺紋以各國的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行制造，因此相同錐度接頭最終又衍生出多種形式。如采用公制螺紋的24°錐面接頭、美制細(xì)螺紋的JIC74°錐面接頭、英制管螺紋60°錐面接頭等。

在國內(nèi)部分廠家將不同錐度的螺紋接頭對應(yīng)稱為H型、G型、C型接頭，而有些廠家采用數(shù)字組合的形式來區(qū)分。如24°錐接頭用20411表示，60°錐接頭用22611表示，74°錐接頭用26711表示。

該類型的接頭一般可根據(jù)自身彎曲角度不同分為0°、45°或135°、90°等樣式并和軟管搭配制成不同裝配角度的管路總成，便能很好地與不同空間位置的液壓件的聯(lián)接。同時根據(jù)液壓管路本身所承受壓力的不同，錐密封螺紋又有輕、重系列之分，很好地滿足不同工況的液壓系統(tǒng)。

2.3 錐密封接頭國內(nèi)外生產(chǎn)廠家

錐密封螺紋接頭生產(chǎn)廠家在國際上比較知名的有派克、伊頓、永華（現(xiàn)已被伊頓收購）等公司，而國內(nèi)的生產(chǎn)地除東北、河北、山東等地外則主要集中在沿海發(fā)達(dá)的江浙地區(qū)，尤其是浙江寧波匯集了大大小小上百家生產(chǎn)企業(yè)，在全國都有很大的影響力。

2.4 錐密封螺紋接頭在國內(nèi)的推廣應(yīng)用

我國最早引入該類型的接頭始于工程機械，典型的如美國凱特彼勒、日本小松挖掘機均所有使用，國內(nèi)的工程機械三一挖掘機、山推推土機、合力叉車等裝備都采用了這種錐密封螺紋接頭。進(jìn)入新世紀(jì)，由于煤炭行業(yè)持續(xù)景氣，三一等知名工程機械廠家紛紛涉足煤礦機械，便把工程機械領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)引入其中，成為煤礦機械新技術(shù)、新工藝的引領(lǐng)者，隨后包括佳木斯煤機廠、石家莊煤機廠、西安煤機廠等老牌煤機企業(yè)均在其產(chǎn)品中使用該新型接頭。

回顧歷史可以發(fā)現(xiàn)，20世紀(jì)80、90年代以前生產(chǎn)的各類煤礦機械廣泛采用K型接頭的液壓管路，直到進(jìn)入21世紀(jì)后錐密封螺紋接頭才逐步在掘進(jìn)機、液壓鉆車、挖掘式裝載機上得到推廣應(yīng)用。

3 結(jié)語

由于螺紋接頭在初次聯(lián)接時只需使用扳手按照一定的預(yù)緊力對螺母進(jìn)行緊固，用在復(fù)雜的煤礦機械上發(fā)生漏液的幾率極低，可以說是實現(xiàn)了“免維護(hù)”，未來必將更廣泛地應(yīng)用在各類復(fù)雜的煤礦機械。

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