液压凿岩机是一种高效、快速、制造精度高的凿岩机械。为确保液压凿岩机高速凿岩钻孔，冲击机构的密封形式、密封元件的密封效果及寿命是必要条件，可以说液压凿岩机的密封对制造性能及使用性能的稳定起着关键的作用，因此对密封提出了很高的要求。

1.液压凿岩机冲击活塞的密封

液压凿岩机冲击活塞的运动形式是高变速、往复运动，其密封介质(液压油)的压力特点是高频快速升降。冲击活塞的密封必须满足冲击活塞往复运动的要求和密封要求；其密封形式(见图1)采用了有内泄的冲击活塞3与滑动轴承2之间的间隙密封和冲击活塞3与缸体4之间的间隙密封、无外泄的两个斯特封1串联式密封。

1.1间隙密封

此处的密封包括冲击活塞与滑动轴承之间的间隙密封、冲击活塞与缸体之间的间隙密封。其密封形式必须满足冲击活塞高速往复运动的需要，即:小间隙、低泄漏、低摩擦、长寿命的要求。

冲击活塞的结构形式是两端的滑动轴承2支承冲击活塞3，冲击活塞3悬在缸体4中间(不与缸体4接触)快速往复运动；即冲击活塞3与滑动轴承2的最大间隙 x_hmax小于冲击活塞3与缸体4的最小间隙 x_gmin，即:

为了满足最小泄漏的要求，推荐滑动轴承2与冲击活塞3之间的配合为H5/f5、冲击活塞3与缸体4之间的配合为H7/e7。

为了降低间隙密封的泄漏量，滑动轴承2 与冲击活塞3之间、冲击活塞3与缸体4之间采用环形沟槽密封，即:在滑动轴承2的内圆表面、冲击活塞3与缸体4之间配合的外表面均匀有多个环形沟槽。一般为3~4条。

在高速往复运动中，冲击活塞3与缸体4配合表面的形状误差影响液压凿岩机的冲击性能，应对缸体4与冲击活塞3配合的孔的圆柱度提出要求，推荐圆柱度<0.003mm。

为了延长不拆机维修时间及减少磨损与冲击活塞直接接触的滑动轴承2应采用用粉末冶金材料制造的含油轴承。

1.2 斯特封密封

在内泄油腔外设置有冲击活塞最后道密封，对这道密封的要求是无泄漏、低摩擦、长寿命。采用常规的成型填料密封已不能满足要求，所以采用具有组合密封特点的斯特封来满足冲击活塞的密封。

此处采用两套斯特封串联布置(见图1)，以保证无外泄漏的密封要求。

2.斯特封

斯特封密封(见图2)由具有台阶的密封环2和在其外侧的O型密封圈1组合而成。其中O型密封圈1的材料是具有一定弹性的耐油橡胶；密封环2是弹性较低、摩擦系数小的材料，如 PTFE 及其添加物。这里O型密封圈不与运动部件直接接触，起静密封作用；同时提供弹力并对密封环2起压紧作用，对密封环2的磨损起补偿作用。这样的组合密封具有长寿命、低摩擦、密封效果好的特点，在高速往复运动中与常规的成型填料密封方式相比效果尤其明显。

2.1 使用范围及部分斯特封沟槽尺寸

在动密封状态下，工作压力可达 80MPa；在静密封状态下工作压力可以更高。

在往复运动时，其运动速度高达15m/s；在摆动及螺旋运动时，运动速度可达5m/s。

适用温度范围-50℃~+130℃。最高温度达+225℃。但需要注意的是:在超过130℃时长时间工作会降低密封件的使用寿命。

直径为30mm~50mm沟槽尺寸见图2和表 1

2.2密封环的材料及安装结构

密封环的材料可根据所密封的介质、温度、压力、密封面的材料的不同而不同。作为基本材料的 PTFE，它耐酸、耐碱等化学物质，具有相当高的化学稳定性，同时具有良好的热稳定性，摩擦系数低，而且摩擦系数几乎不变。当PTFE加入玻璃(glass)时，适合于用在高压、中速、中等温度、大负荷的状态下工作；当PTFE加入青铜(bronze)时，适合于用在大负荷、高速、高压、高频、高温的状态下工作，两种材料的密封环的断面形状见图3，也有用填充四氟(F₄为47%、Cu为50%、MoS₂为 3%)作为密封材料的。

斯特封密封是有方向性的，在安装斯特封时应使密封环台阶朝向压力方向(见图3)。当冲击活塞的直径∅B>30 mm 时，密封槽是整体式的结构(见图3a)；斯特封的安装方法是用折叠法将O型密封圈和密封环依次安装到密封槽内。当冲击活塞的直径∅B<30mm时，密封槽是分体式的结构(见图3b)，将斯特封安装好后，再用螺杆将其连接成一体；如若空间等其它情况不允许，应采用特制的工具进行安装。

2.3泄漏量

斯特封的泄漏与其它类型的成型填料密封形式相比泄漏量最低，并且随着介质压力的升高而泄漏增加很少(见图4)。

在实际使用时采用两套斯特封串联布置的方案，在高速往复工作状态下其泄漏量可以达到近似为零的水平。另外在斯特封的压力边刻 3~4 道环形沟槽(见图5)可有效地降低介质压力对斯特封的直接影响，使密封效果达到最佳。两套斯特封沟槽的距离应控制在5~20mm范围内。

2.4摩擦性能

在活塞相同压力与速度下斯特封与唇形密封圈相比，斯特封表现出了优良的低摩擦性能(见图6)。从摩擦性能曲线来看斯特封的摩擦性能曲线比较平缓，摩擦力随介质压力的增大而增加很小，说明斯特封的摩擦力受介质压力影响很少。实践证明，摩擦性能受温度的影响也很小。

斯特封克服了橡胶密封在低速运行时忽停、忽滑的蠕动爬行现象。尤其值得注意的是斯特封的启动摩擦系数低于运动摩擦系数(见图7)；摩擦系数曲线几乎呈水平状态，说明摩擦系数不随运动速度的增大而增大。

3.结论

液压凿岩机以其高效、高速、噪声低的绝对优势在导轨式凿岩机中已基本取代了气动凿岩机。冲击活塞密封的成功解决，斯特封起了至关重要的作用，也为液压凿岩机的推广应用铺平了道路。