液压系统(包括液压凿岩机)中密封元件必不可少,静密封较好解决,比如使用O型圈,动密封就难得多了。其物理原因在于摩擦副间的动摩擦力会小于最大静摩擦力。一旦施力大于最大静摩擦力,摩擦副即开始从0加速,如动摩擦力比最大静摩擦力小得多,则加速度会很大,运动速度突然很快,导致高压油供应跟不上,推力快速降低,一旦小于动摩擦力,又会导致急停,而产生液压油缸爬行的异常现象。可以说,没有斯特封、格来圈与特康材料的发明,我们今天看到的叉车开啤酒瓶、挖掘机打鸡蛋的绝活都是浮云,液压凿岩机同样也无法工作。前言对于液压缸来说,动密封是一个重要关键。目前,以石油基为工作介质的高压重载液压缸,其动密封大多采用格来圈及斯特封。格来圈及斯特封是宝色霞板公司(以下简称宝色霞板)的主打产品,国内许多企业也先后生产供应这两种密封件。90年代,原上海三信液压公司曾作为宝色霞板公司的代理商,负责华东地区的技术服务工作及销售业务。在此期间,我们曾负责该公司中文样本及宣传资料的编译工作,为该公司多种产品商标名称进行注册工作,也在各场合作过技术推广宣讲介绍。同时,我们先后访问过德国公司总部、美国与日本分公司,参观了实验室及生产车问。年访问美国分公司时,曾晤及原研发出格来圈及斯特封的工程师,讨论了一些有关技术问题,受益非浅。历来各种密封圈均以其形状命名,如O形密封圈、Y型密封圈、U型密封圈等等,唯独格来圈及斯特封例外。因此,在本文中对格来圈及斯特封作一些综合性的阐述。1结构与原理这两种密封件均由弹性体和密封环组合而成。弹性体采用标准的丁晴橡胶O形圈,亦可采用X形密封圈或矩形密封圈;密封环采用填充氟塑料,其商业注册名称为特康,由烧结后的管状毛坯经机加工而成形。格来圈从年至年经不断改进,业已形成3代产品,其结构如图1所示。斯特封经不断改进,在K型斯特封之后,年又推出了2K型斯特封,其结构如图2所示。特康是一种十分优异的密封材料,经过几十年的使用和改进,实践充分证明其极佳的密封及耐磨效果。它以聚四氟乙烯为主,填充青铜、二硫化钼、石墨、碳纤维等混合而成。它成为一种极为耐磨的材料,具有在极苛刻条件下,仍能保持高刚性,并具有抗一切化学物质的能力,吸水性小于0.01%,摩擦系数低,静摩擦系数与动摩擦系数极为接近,液压缸不易发生爬行现象。把具有良好弹性的O形圈,与优异的特康密封环组合在一起,构成组合密封。O形圈除了发挥静密封作用外,还对密封环施加径向均布压力,使密封环发挥其优异的密封作用;特康密封环则承担了动密封作用。这样,组合密封圈使上述两者扬长避短,形成了最佳搭配,各自发挥其优点。格来圈用于缸孔与活塞间的密封,是双向密封;斯特封用于活塞杆,是单向密封,故而设计成阶梯形,进一步提高其密封效果;串联布置两个斯特封时,能实现“零泄漏”。2名称与标准在格来圈及斯特封已成熟和被广泛采用后,由霞板公司牵头制订了德国标准与国际标准。90年代初,全国液压气动标准化技术委员会把这两种密封制订工作纳入计划。由天津工程机械研究负责起草制订,标准草案等效采用了国际标准,年标准草案被批准,年4月开始执行。该项目标准全名为液压缸活塞和活塞杆动密封装置用同轴密封件尺寸系列和公差GB/T.1-94,其英文名称为Hydraulicfluidpower—cylinderrodandpistonsealsforreciprocatingapplicationofco-axialseals--Dimensionsandtolerances。由于格来圈及斯特封仅是注册的商业名称,有时根据用途及结构也常筒称为“活塞用组合密封”及“杆用组合密封”。英文GlydRing原意是滑环式密封;英文Stepseal原意是阶梯式密封。据说,“格来圈”及“斯特封”这两个中文名字,都由香港代理商按粤音译成,形成习惯通用名称沿用至今,与我国产品标准名称大相径庭。3生产沿革年,美国霞板公司(W.S.Shamban)就开始研发用于宇航的填充氟塑料(PTFE)密封元件材料,取注册名称为特康(Turcon)。并开创性地研制出了专利产品,斯特封(Stepseal)及格莱圈(GlydRing)。如今,这两个名字已成为液压缸设计者,家喻户晓的通用名称。年,美国霞板公司被德国宝色公司(Busak)并购,为保留双方原品牌,便取名为宝色霞板公司(Busak+Shamban筒称B+S),它成为一个跨国的优质密封及支承装置的制造供应商。直至今日,B+S在全球拥有11个密封材料开发实验室、17个产品设计应用中心、6个研究开发中心、80家工厂及超过40多个技术服务机构的跨国集团。尤其是在航空航天、工程机械、塑料机械、冶金、机床、陶瓷压机、化工、船舶等行业的采用率更是名列前茅,几十年来丰富和发展组合材料密封理论及密封应用。多年来,宝色霞板在中国与广大客户有着紧密的合作关系。随着中国加入WTO,宝色霞板不断加强与中国的全面合作。从年开始,逐年增加在华投资。五年来,先后在武汉、上海、大连、广州、西安、成都及香港等城市,成立了宝色霞板直属公司和办事处,分别为中国的华东、华北、华中、东北、西北、西南、华南地区及香港特别行政区的客户,提供密封应用方案及先进密封应用技术。年,宝色霞板公司已归属于瑞典上市公司特瑞堡股份有限公司旗下(Trelleborg),其总部位于瑞典。于年4月起,正式更名为特瑞堡密封系统有限公司。4结束语我国液气密行业中的企业多属中小企业,家族企业比重大,资金、技术力量有限,管理相对落后。企业都忙于在产品的中低端市场上厮杀,产品同质化、难以拉开档次。市场一低迷,企业便开始搞价格战;产品越便宜利润越低,越缺乏进军高端市场的能力。如何走出这个怪圈,液气密协会沙宝森理事长认为,唯有通过联合重组。“联合也好,并购也好,总之要实现重组”。因为流体传动产品,无论是液压、气动还是密封都属于基础件,具有量大、面广、品种多、成套性强的特点,依靠单一一个企业肯定行不通,世界上也没有这种先例。譬如大家耳熟能详的“博世力士乐”、“派克”、“伊顿”、“穆格”等,这些行业巨头都是大集团,下辖很多工厂,每个工厂实行专业化生产。像流体传动产业这种资金密集、技术密集的行业,有规模才能有效益;因此走联合重组之路,是必然也是顺应大局发展之需要。年开始,液气密行业需求迅速回升,不少企业产销超过了历史水平。工信部制定的《基础零部件专项实施方案》的指导思想和基本原则,指出了我国基础件产业存在的问题主要是自主创新能力不足,基础研发投入少,产品结构不合理。国家急需通过《基础零部件专项实施方案》的实施,加快基础产业的发展,从根本上解决我国装备工业大而不强,关键基础零部件受制于国外的现状。液气密行业将积极贯彻落实《装备制造业调整和振兴规划》,不辜负国家、民族赋予的“天降大任”,要彻底解决高端液气密产品受制于国外的“锁喉之痛”。《国务院关于促进企业兼并重组的意见》年9月6日正式下发,企业兼并重组有望再度提速。液气密行业或将迎来新的发展机遇。
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