油缸内表面是单体液压支柱的密封面。目前使用的Y形密封圈，在顶板来压时其唇口在腔内压力的作用下，密封效果良好。但是由于内部压力可高达30MPa，且乳化液润滑性能差，因而存在挤出损坏使磨损加快。挤出损坏是由高压状态下作用在密封上的摩擦力引起的。单体液压支柱出厂试验中按国家标准规定需要做静载试验，要求在静态低压（2MPa压力）作用下，维持压力不变的时间越长越好，这是支柱的*重要指标之一。单体液压支柱存在的问题煤矿井下环境恶劣，采煤工作面和巷道相对湿度大，使用的设备长期处于潮湿、易腐蚀环境中。用于高档普采工作面的支护设备，多采用外注式单体液压支柱，工作中通过向工作腔注入工作介质（乳化液），起到升柱和达到初撑力的作用，而降柱时则将乳化液排入到采空区。因此，需要不断地向乳化液泵站补充液体。

　　单体液压支柱结构图乳化液的浓度对单体液压支柱的性能影响很大，浓度过小会降低防锈性和润滑性，浓度过高会降低消泡能力，增大对橡胶密封材料的溶胀性。目前多数煤矿采用称量混合搅拌法人工配制乳化液，由于各种原因，并不能保证乳化液的配比。另外，有时由于没有及时添加乳化油，而将具有腐蚀性的井下水直接注入单体液压支柱工作腔，因水几乎没有润滑性，且容易使金润滑与密封属锈蚀，从而加速了油缸基体表面的腐蚀速率，使橡胶件老化失效。此外，在低压时如果密封件唇口和油缸有缺陷时而使密封失效，初撑力达不到要求时将发生倒柱事件，将直接威胁煤矿工人的人身安全。同轴复合密封装置的研制同轴复合密封装置的结构同轴复合密封示意图如所示，同轴复合密封外环是一个矩形断面的聚四氟乙烯环，内环是一个矩形断面的橡胶弹性环，外环和内环同心安装在一个沟槽里。其*大的特点是用于滑动密封中可大大减小摩擦力，低压静态时密封效果好；结构上采用了两种不同的材质的同轴复合密封，既有塑料摩擦因数低的优点，又有橡胶件弹性好的特长。因此，采用这种方式的密封，使滑动密封性能得到了很大的改善。同轴复合密封的外环采用聚四氟乙烯材质，其特点是本身不吸水，有优异的自润滑性、良好的化学稳定性和力学性能，其使用压力可达3040MPa.因此适合做耐腐蚀件、减摩耐磨件，摩擦状况要比橡胶好得多。聚四氟乙烯与性能对比表材质名称抗拉强度/kPa摩擦因数聚四氟乙烯14002500004丁腈橡胶150030000932同轴复合密封的工作原理同轴复合密封的工作原理是利用富有弹性的橡胶铸造成型的矩形断面的内环，与聚四氟乙烯外环安装时产生的预压力，从而使聚四氟乙烯环压紧密封表面来达到密封效果。宽的密封口结构较好地解决了挤出损坏、机械磨损和低压泄漏问题。两种密封形式的比较在增加密封线宽度和径向预紧量的同时，若不降低缸筒与密封圈之间的摩擦因数，摩擦力将成倍的增加，必然影响支柱的正常使用。使用的Y形密封圈，在初始密封时，理论计算密封口宽度在1mm左右，新型密封圈密封面宽度为10mm，密封面积比原来增大10倍。同时密封圈的径向预紧量也有很大提高。密封圈摩擦力f的计算公式为f=QDL（p+p0）式中：D为密封装置的直径；L为密封装置的宽度；p为液体的工作压力；p0为起始的接触压力；为摩擦因数；Q为系数。从上式可以看出，在相同的工作条件下，两种不同形式的密封圈（同轴密封和Y形密封）与金属缸内壁之间摩擦力f差异是比较大的。由于聚四氟乙烯对缸的摩擦因数=004，橡胶圈对缸的摩擦因数=09，两者的摩擦因数相差225倍，在其它条件变化不大情况下，可知采用聚四氟乙烯比橡胶圈摩擦力小。同轴复合密封装置的特点同轴复合密封装置具有以下特点：密封效果好。由于同轴复合密封圈密封面宽，具有良好的弹性，在低压时能够自动伸展，与缸体结合部位能形成一条10mm宽的圆环带，所以它能将油缸内宽度在9mm以内的缺陷完全覆盖，达到完好的密封效果。

　　加工和维修成本低。单体液压支柱中油缸、活柱筒精度要求高，加工难度大，有的只因局部表面粗糙度和尺寸公差达不到要求，就被判为废品，生产成本高。而采用同轴复合密封装置后，在加工支柱时可以降低油缸和活柱筒的加工精度，简化原有支柱缸筒的加工工艺，从而减少废品率，降低单体支柱生产成本；且在用支柱维修时，新型密封更换方便，支柱的修复率和使用寿命大大提高，特别对大修的油缸适应能力强，减少了因支柱漏液而造成的频繁上井维修次数，减轻了工人劳动强度，保证井下安全生产。

　　结论采用同轴复合密封装置，外环采用聚四氟乙烯，具有自润滑性能好，摩擦因数低和抗张强度高等特点；较宽的密封面较好地解决了工作腔高压时挤出损坏问题；内环采用橡胶材料，解决了低压静态的密封性能。另外，同轴复合密封装置提高了支护产品的安全性和可靠性，可延长支柱使用寿命，减少维修、大修次数，并保证通用性，是目前较理想的单体液压支柱密封装置，具有良好的经济效益和广阔的市场前景。