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趙園懿
（寶鋼股份公司采購部，上?！?00126）

　　摘　要：介紹了液壓密封技術(shù)各個發(fā)展階段的特點；分析了國內(nèi)橡塑密封件的現(xiàn)狀，包括產(chǎn)品質(zhì)量和應用水平；展望了我國密封技術(shù)和密封件的發(fā)展前景。
　　關(guān)鍵詞：液壓密封技術(shù)；密封件；應用與發(fā)展
　　1　液壓密封技術(shù)的發(fā)展階段
　　50年代初，國內(nèi)液壓系統(tǒng)的工作壓力較低（約2MPa）。密封系統(tǒng)中密封裝置采用的先進的密封元件是O型橡膠密封圈，一般為盤根或各類石棉制品。經(jīng)過近50年的發(fā)展，目前國內(nèi)的液壓系統(tǒng)的工作壓力已經(jīng)達到40MPa，有的甚至超過50MPa。與之配套的密封件工業(yè)也得到了相應的發(fā)展。以橡塑液壓密封件為應用主體的工程機械、冶金行業(yè)和鍛壓機床，其液壓密封技術(shù)的應用和發(fā)展大致分為以下四個階段。
　　1.1 探索階段（1960～1970年）
　　這期間的國內(nèi)液壓系統(tǒng)的工作壓力一般為12MPa和21MPa。密封系統(tǒng)采用的密封件有：O型圈（NBR）；鐵殼-牛皮旋轉(zhuǎn)油封；波紋銅皮+軟木+金屬彈簧的端面密封；石棉盤根；石棉+橡膠密封墊片；V形密封圈（牛皮+酚醛+膠木）；V形密封圈（NBR+夾織物）；軟金屬密封墊片等等。密封元件的結(jié)構(gòu)和材質(zhì)都相對簡單，使用壽命也相對短，能滿足的工況有一定的局限性，相關(guān)液壓行業(yè)的發(fā)展也大受制約。
　　1.2 創(chuàng)業(yè)階段（1971～1980年）
　　經(jīng)歷一定摸索發(fā)展后，國內(nèi)液壓系統(tǒng)的工作壓力已達到16MPa、21MPa、31.5MPa和40MPa。其密封系統(tǒng)中采用的密封件以橡塑密封件為主，淘汰了牛皮、石棉纖維及波紋銅皮+軟木的端面密封。主要形式為：O型密封圈（NBR、FKM）；履帶底盤用浮動油封（金屬環(huán)+O型圈）；內(nèi)包骨架旋轉(zhuǎn)油封（NBR、FKM、ACM）。液壓與氣動往復運動密封件則有O型圈（NBR、FKM）；Y形圈（NBR、PN、AU）；U形密封圈（NBR、AU、EU）；V形密封圈（NBR+夾織物）；杯形密封圈（NBR+夾織物）等。其材質(zhì)、結(jié)構(gòu)都有了一定的提高。在這期間，為適應諸如冶金行業(yè)、工程機械、鍛壓機床等采用中高壓液壓技術(shù)產(chǎn)品的發(fā)展需要，由原機械部組建了專業(yè)橡塑密封件生產(chǎn)廠。為推進中國液壓和密封技術(shù)的發(fā)展，于1975年和1979年分別組建了“全國液壓、氣動標準化技術(shù)委員會”和“全國液壓、氣動標準化技術(shù)委員會橡塑密封標準化分技術(shù)委員會”（與ISO/TC131/SC7對應）以及摩擦學會流體密封分技術(shù)委員會。這些協(xié)會、專業(yè)廠家間的彼此交流大大促進了國內(nèi)密封技術(shù)的發(fā)展。
　　1.3 鞏固和發(fā)展階段（1981～1990年）
　　國產(chǎn)液壓系統(tǒng)的工作壓力普遍達到了16～40MPa，其密封系統(tǒng)采用的密封件形式仍以橡塑密封制品為主，采用了新技術(shù)并提高了密封技術(shù)水平。主要型式有：O形密封圈（NBR、FKM）；履帶底盤用浮動油封（O型圈+金屬環(huán)）；潤滑密封履帶用密封組件（NBR+AU）；內(nèi)骨架和外骨架旋轉(zhuǎn)油封（NBR、FKM、ACM、EPDM）；組合密封墊圈（NBR+金屬）；液壓缸活塞和活塞桿動密封用同軸密封組件（PTFE+NBR）；旋轉(zhuǎn)軸用動液壓回流油封（NBR、FKM、ACM）；耐壓型旋轉(zhuǎn)油封（NBR、FKM）；雙向介質(zhì)旋轉(zhuǎn)油封（NBR、FKM）、液壓缸活塞用帶支承環(huán)雙作用往復運動密封組件（NBR+PTFE+POM）等。這一系列的密封件的發(fā)展很大程度上促進了液壓行業(yè)及其相關(guān)行業(yè)的飛躍發(fā)展。
　　1.4 高速發(fā)展階段（1991年以后）
　　國內(nèi)中高壓液壓機械行業(yè)先后引進了西方國家的制造技術(shù)，促進并加快了國外密封商家進入中國密封件市場的步伐。其間，日本荒井制作所油封生產(chǎn)技術(shù)和世界水平的英國Angst公司的油封制造技術(shù)及先進水平的美國派克公司的O型圈制造技術(shù)紛紛進入國內(nèi)市場。1994年后，密封件生產(chǎn)銷售額占世界55%的德國CARL1FREUDENBERG集團屬下的長春恩福和無錫恩福密封件公司生產(chǎn)的汽車用密封件大大加速了汽車密封行業(yè)的發(fā)展。日本的NOK公司、德國的HUNGER公司和MERKEL公司、美國的PARKER公司紛紛投資中國。國外資金及技術(shù)的引進，提高了我國密封工業(yè)的總體水平，造就、培養(yǎng)和鍛煉了密封件工業(yè)的隊伍，加快了我國密封件工業(yè)的發(fā)展。同樣也促進并加速了國內(nèi)密封行業(yè)的技術(shù)競爭。隨著工業(yè)的飛速發(fā)展，對密封技術(shù)也提出了更高的要求，如：高溫、高壓、高速、耐介質(zhì)等。
　　2　國內(nèi)橡塑密封件工業(yè)的現(xiàn)狀
　　在中國為工程機械、鍛壓機械、冶金機械及其他中高壓液壓機械行業(yè)配套服務的密封件生產(chǎn)企業(yè)有上千家。其中，生產(chǎn)橡塑密封件的廠家約300多家，橡塑密封件的總產(chǎn)量為14億～15億件，合計5億～6億元人民幣。但具有較好生產(chǎn)條件和技術(shù)能力的企業(yè)只有40余家，其中具有雄厚技術(shù)能力、擁有成套先進設備的企業(yè)只有7～8家（從事軍品密封制品生產(chǎn)的專業(yè)研究所不在其列）。盡管如此，這些企業(yè)生產(chǎn)的密封制品在質(zhì)量和使用壽命方面仍與國外先進水平存在一定的差距。
　　2.1 密封件產(chǎn)品質(zhì)量
　　20余年來，經(jīng)國內(nèi)科研技術(shù)人員的共同努力，建立了完整的與ISO/TC131/SC7接軌的各類密封件安裝腔體國家標準體系。同時也建立了與各類密封件標準接軌的密封件尺寸系列、密封件性能指標及密封件外觀質(zhì)量、密封件包裝、儲存、運輸?shù)让芊饧覙藴鼠w系。從而方便了工程機械、鍛壓機床、冶金機械和其他中高壓液壓機械產(chǎn)品密封系統(tǒng)用密封件的設計和選用。然而在實際操作中仍有許多弊病存在。其原因主要是工業(yè)基礎(chǔ)過于薄弱，原材料的質(zhì)量和品種規(guī)格均不盡如人意。其差距尤以液壓泵、液壓馬達和變速箱用旋轉(zhuǎn)油封及液壓缸往復運動密封的產(chǎn)品質(zhì)量Z甚?；谶@個原因，國內(nèi)一些知名廠家（如廣州機械科學研究院）采用進口原材料和先進的工藝手段，運用CAD/CAM加工技術(shù)，對密封件的安裝和正常運轉(zhuǎn)采用三維動態(tài)模擬和有限元分析，大大優(yōu)化提升了密封件的結(jié)構(gòu)和材質(zhì)，彌補了基礎(chǔ)工業(yè)的缺陷，產(chǎn)品質(zhì)量基本達到進口件的水平。
　　2.2 國產(chǎn)密封的應用水平
　　密封系統(tǒng)的設計和應用水平依賴于密封制品的研制能力，主要表現(xiàn)在下列3個方面（以寶鋼為例）。
　　2.2.1 靜密封
　　90年代中期之前，靜密封在我國主要使用石棉及植物纖維密封制品，隨著高分子材料技術(shù)的發(fā)展。目前國內(nèi)的此類產(chǎn)品主要使用O型圈、膠墊片和石棉墊片，另外，液態(tài)密封膠在靜密封中也得到廣泛應用，主要以樂泰公司生產(chǎn)的產(chǎn)品和廣研系列的產(chǎn)品為主。
　　2.2.2 往復密封
　　90年代中期設計生產(chǎn)的國產(chǎn)工程機械、鍛壓機床和冶金設備的液壓缸密封系統(tǒng)基本采用同軸密封、Y形圈、U形圈和組合V形圈的復合設計，但是在密封材料選型和密封結(jié)構(gòu)設計方面都比較落后，目前國產(chǎn)工程機械和鍛壓機床、冶金設備的液壓缸密封一部分采用進口件，一部分采用國產(chǎn)知名品牌，國內(nèi)知名廠家在密封形式和結(jié)構(gòu)方面都做了重大改進，一些產(chǎn)品已接近或達到進口件的水平。在寶鋼，某廠一重要冶金油缸的結(jié)構(gòu)和配套密封經(jīng)由廣州機械科學研究院密封研究所承接并對其結(jié)構(gòu)與配套密封作出重大改進后（如圖1），即，將活塞側(cè)的標準孔用方形圈改進為重載孔用方形圈，以確保高壓時的密封性良好，將活塞桿側(cè)的標準軸用階梯圈改為重載階梯圈，并將普通型的防塵圈改為雙作用的防塵圈PT2，這樣在低壓時解決了無泄露、無爬行現(xiàn)象，經(jīng)改進投線使用后，其效果比原先的進口件大大提升，動作的準確性和油的泄漏遠優(yōu)于改進前，使用壽命也大幅度提高。 　　又如寶鋼某廠的高壓油缸，以前由耐壓Y形圈+擋圈構(gòu)成主密封，一直難以保證密封的可靠性，后經(jīng)廣州機械科學研究院密封研究所將改主密封為組合V形圈GEK/GES+導向（如圖2所示），其密封的可靠性得以提高，給生產(chǎn)和操作帶來了很大的方便。 　　2.2.3 旋轉(zhuǎn)密封
　　目前大量采用的仍是普通標準型油封，對于有壓力要求的旋轉(zhuǎn)密封，國內(nèi)一些廠家只能提供0～0.5MPa的耐壓油封，而國內(nèi)領(lǐng)先水平的廣州機械科學研究院研制的各種規(guī)格的GSB及GSBB型油封，其使用壓力可達0.5～1MPa。主要應用于冶金軋鋼機械和高速旋轉(zhuǎn)的減變速機中。寶鋼二冷軋的1420工作輥上使用的夾布油封（240×290×25，330×374×20等）和支承輥上使用的40″多肢密封由廣州機械科學研究院密封研究所國產(chǎn)化，其產(chǎn)品的使用狀況達到進口件的水平。寶鋼一冷軋2030支承輥上使用的54″多肢密封也正試用由廣州機械科學研究院密封研究所承制的產(chǎn)品，在線使用一直良好。這些從技術(shù)上給寶鋼提供了很大支持，同時也降低了寶鋼的生產(chǎn)成本和采購成本。
　　3　我國液壓密封技術(shù)和密封件工業(yè)前景的展望
　　隨著先進科技和制造技術(shù)的引進及2000年后國民經(jīng)濟的發(fā)展趨勢，以引進先進技術(shù)為依托的中國工程機械、鍛壓機床、冶金設備等工業(yè)將有較大的主編發(fā)展。由于這些機械的液壓系統(tǒng)工作壓力和系統(tǒng)的先進性、工作可靠性的提高，必將促進我國密封系統(tǒng)設計及密封元件制造技術(shù)的提高和發(fā)展。因此，面對由工程機械、鍛壓機床、冶金設備及其他中高壓液壓機械行業(yè)的進一步發(fā)展，中國密封技術(shù)及密封件制造工業(yè)的發(fā)展將面臨嚴峻考驗。另外，隨著我國加入WTO，國外大量的先進產(chǎn)品進入國內(nèi)，這將對中國密封件制造工業(yè)造成很大的沖擊?？梢灶A見，屆時中國密封工業(yè)體系將不再是一個高能耗、低效率、結(jié)構(gòu)龐雜的小農(nóng)經(jīng)濟式的經(jīng)營模式，而將以一個具有高度集約化、規(guī)?；?、低能耗、高效率的經(jīng)濟模式所替代。國內(nèi)制造的密封產(chǎn)品也將趕超先進水準。同樣，以密封業(yè)為依托的中國工程機械、鍛壓機床、水利、冶金、電力、石油化工、礦山等行業(yè)的液壓機械和與之匹配的密封產(chǎn)品將相互促進，協(xié)調(diào)發(fā)展，從而加速工業(yè)化的進程。
　　參考文獻
　　[1]金振邦.中高壓液壓系統(tǒng)用流體橡塑密封技術(shù)的應用與發(fā)展.北京東山機械技術(shù)有限公司,2003.
　　[2]廣廷洪,汪德濤.密封件使用手冊.機械工業(yè)出版社,1994.