泛塞密封及及O、U形圈對(duì)比

1、-. z.泛塞密封及與O、U形圈比照泛塞，該詞來(lái)源于Variseal的音譯，是復(fù)合密封、組合密封的意思，實(shí)際上通常指的是彈簧蓄能密封，是spring variseal彈簧復(fù)合密封的簡(jiǎn)寫。泛塞本身就是復(fù)合密封的音譯，所以在泛塞的后面沒(méi)有必要加密封二字，假設(shè)按照習(xí)慣叫法，加上該二字也行。當(dāng)然，按照中文直接說(shuō)彈簧蓄能密封更好。典型泛塞構(gòu)造右圖為泛塞的典型構(gòu)造，分內(nèi)外不同的兩個(gè)局部，外部密封件本體為特種功能塑料，內(nèi)部為特種材質(zhì)的不銹鋼彈簧。密封件本體和彈簧的材質(zhì)都因不同的工況和工作介質(zhì)而不同。一般的，密封件本體的材質(zhì)有：純四氟乙烯，填充四氟乙烯，超高分子量聚乙烯，聚酰亞胺，聚醚醚酮等。不銹鋼的材質(zhì)則一

2、般有SUS301,SUS304,SUS316和SUS718等。外部的密封件本體與要密封的兩個(gè)面接觸，起密封的作用，所以要求摩擦系數(shù)低，強(qiáng)度高，耐磨損，耐工作介質(zhì)，耐工作環(huán)境高溫或低溫。典型泛塞構(gòu)造內(nèi)部的不銹鋼彈簧為外部的密封件本體提供壓力，使密封件唇口一直緊緊的被壓在密封接觸面上，防止泄漏，特別是當(dāng)內(nèi)部壓力較低，為零壓甚至負(fù)壓的時(shí)候，彈簧就是密封壓力的唯一來(lái)源。對(duì)于彈簧的要求較簡(jiǎn)單：耐環(huán)境上下溫，耐腐蝕，彈性力相對(duì)恒定。這幾點(diǎn)要求雖然不多，但不易到達(dá)，對(duì)于彈簧的材質(zhì)，工藝和形狀要求高。泛塞是近年來(lái)開(kāi)發(fā)的一種密封形式，與格萊圈、斯特封等組合密封一樣，充分的利用各組成材料的優(yōu)越性能，從而性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超

3、越任何單一材料的密封件。它與以前的各種形式密封件相比，既有顯著優(yōu)點(diǎn)，也有明顯的缺陷。優(yōu)點(diǎn)：耐上下溫的*圍大大增強(qiáng)，低溫可以到達(dá)-200C，高溫到300C左右，這對(duì)以前的各種形式密封不可想象。摩擦系數(shù)更低，雖然格萊圈和斯特封的密封材料可能與泛塞的一樣，摩擦系數(shù)較低，但同樣材質(zhì)的泛塞，摩擦系數(shù)會(huì)更低，特別是工作壓力大的時(shí)候，區(qū)別極為顯著。壽命更長(zhǎng)，如果材料是泛塞的常用材料：填充聚四氟乙烯和不銹鋼其儲(chǔ)存壽命理論上是無(wú)限期，使用壽命也較其他的形式密封件要長(zhǎng)，在有些工況下也是無(wú)限期，這對(duì)于一些特定用途的油缸非常重要。耐高壓及超高壓力，一般標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的泛塞圈，可耐壓20-30MPa，通過(guò)更改設(shè)計(jì)參數(shù)，耐壓1

4、00MPa以上也很容易。在上下壓力下，泄漏量都較小。泛塞圈在上下壓下都能有好的密封性能，而其他形式的密封要么耐高壓性好，要么耐低壓性好，同時(shí)耐上下壓力都好很難到達(dá)。安裝溝槽小，安裝溝槽標(biāo)準(zhǔn)尺寸與同級(jí)別O形圈的一樣。缺點(diǎn)：安裝溝槽一般為開(kāi)式或半開(kāi)式，特別是小直徑油缸，必須為開(kāi)式或半開(kāi)式，這樣為油缸的設(shè)計(jì)、制造與安裝可能會(huì)增加一定的本錢。密封件制造工藝為車削成型，生產(chǎn)效率低，制造本錢較普通密封件的高，故密封件的采購(gòu)本錢會(huì)較高。典型應(yīng)用工況：高溫密封現(xiàn)代的工業(yè)油缸，很多地方需要高溫油缸密封，如壓力鑄造油缸，冶金油缸，窯爐油缸，汽車發(fā)動(dòng)*封，等等，最高溫度到達(dá)300C左右。低溫密封液化氮?dú)?，液化石油?/p>

5、，液化二氧化碳，液化氧氣，等密封，最低溫度達(dá)-200C。高壓密封超大噸位的壓力機(jī)，高壓水切割機(jī)，空壓機(jī)等，最高壓力達(dá)400MPa。高速密封高速轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)速可達(dá)30-40米每秒。高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)油缸，伸縮的速度可達(dá)15-20米每秒。特殊工作介質(zhì)密封高溫水汽，海水，剎車油，酸堿等。低摩擦典型的如伺服油缸。長(zhǎng)壽命密封風(fēng)電變槳油缸，建筑減震油缸。長(zhǎng)大油缸密封典型如起重機(jī)油缸，堆高機(jī)油缸。衛(wèi)生平安密封目前食品和藥品接觸的密封已經(jīng)根本采用泛塞圈?？焖俜错懹透酌芊饧惭b溝槽小，油缸各構(gòu)造件可以更輕，同時(shí)摩擦阻力小，可大幅提升油缸的動(dòng)態(tài)性能，制造出更好的快速反響油缸。開(kāi)展趨勢(shì)：雖然目前泛塞相對(duì)其他密封形式本錢較高，

6、但他的優(yōu)勢(shì)多也很顯著，很多情況下已經(jīng)變得不可替代，隨著對(duì)設(shè)備性能和工作可靠性要求的提高，設(shè)備維護(hù)人力資源的日益昂貴，泛塞的性價(jià)比變得越來(lái)越高，應(yīng)用也越來(lái)越普遍，現(xiàn)在已經(jīng)有一股泛塞取代傳統(tǒng)密封的大趨勢(shì)。泛塞技術(shù)：泛塞圈雖然看起來(lái)構(gòu)造簡(jiǎn)單，大家仿制起來(lái)好似也很容易，其實(shí)不然，不同的公司產(chǎn)品，其使用壽命可能會(huì)極為懸殊。因?yàn)椴煌r下密封件構(gòu)造、密封材料配方的選擇和差異化的制造工藝在這里都非常重要，一旦選用不適宜的材料配方或密封構(gòu)造，密封件質(zhì)量難以保證。泛塞密封與O、U形圈密封比照：組成成分O形密封各種材質(zhì)、硬度的橡膠，常用的有丁腈橡膠、氟橡膠、硅橡膠和乙丙橡膠等U形密封現(xiàn)在一般為聚氨酯，極少數(shù)為較硬

7、的橡膠泛塞密封密封件本體一般為填充聚四氟乙烯，基體是聚四氟乙烯，填充料為碳纖維、銅粉、二硫化鉬等，彈簧的成分通常為耐腐蝕的各種不銹鋼。儲(chǔ)存壽命O形密封丁腈橡膠等一般為2-10年，氟橡膠，硅橡膠5-20年U形密封一般為5-10年。泛塞密封理論上無(wú)限制工作介質(zhì)相容性O(shè)形密封O型圈密封介質(zhì)的耐受性因材質(zhì)的不同而區(qū)別很大，沒(méi)有一種可以包打天下，如丁腈橡膠耐非極性礦物油，對(duì)于極性礦物油，水及酸堿等的耐受性很差。U形密封耐礦物油液壓油，不耐水及含水液體。泛塞密封聚四氟乙烯材料制作的泛塞本體耐幾乎所有的介質(zhì)，含強(qiáng)酸強(qiáng)堿、有機(jī)溶劑、各類油脂，無(wú)機(jī)鹽有機(jī)鹽溶液。不銹鋼304、316、718等的耐腐蝕性都很強(qiáng)，可

8、適用于多種工作介質(zhì)中，如各類油脂，水等。摩擦與磨損O形密封橡膠與鋼材的干摩擦系數(shù)約為之間，在有潤(rùn)滑時(shí)摩擦系數(shù)為之間U形密封一般摩擦系數(shù)較一樣工況橡膠的要稍小，干摩擦系數(shù)在間，有潤(rùn)滑時(shí)，摩擦系數(shù)在之間。泛塞密封填充聚四氟乙烯與金屬材料的干摩擦在0.15左右，有潤(rùn)滑的時(shí)候，摩擦系數(shù)為之間，因?yàn)槟Σ料禂?shù)相差較大，摩擦阻力和磨擦損耗量相應(yīng)的也相差巨大。物理老化，工作蠕變O形密封橡膠在貯存和使用過(guò)程中受自然和人工環(huán)境各種條件的綜合影響，性能和外觀隨時(shí)間而變壞。橡膠制品常因受熱、空氣中的氧和臭氧、風(fēng)、雨、雪、水分以及使用過(guò)程各種機(jī)械應(yīng)力作用或化學(xué)溶劑的侵蝕，使橡膠的化學(xué)構(gòu)造受到破壞，變軟或硬脆龜裂，外表粗

9、糙，力學(xué)性能下降，隨時(shí)間推移逐漸喪失使用價(jià)值。當(dāng)O形圈正常工作時(shí)會(huì)受到一定的應(yīng)力，在應(yīng)力的作用下，O型圈形狀會(huì)發(fā)生永久變形，從而局部或全部失去工作能力。U形密封在熱、光、氧氣、水等的影響下老化，力學(xué)性能逐漸下降。在應(yīng)力的作用下，聚氨酯U形圈會(huì)發(fā)生一定的變形，但通常情況下永久變形較小，一般不影響工作。泛塞密封因?yàn)椴牧媳旧砟透鞣N溶劑及溫度，氧化劑等，在儲(chǔ)存與工作時(shí)都不會(huì)發(fā)生材料變質(zhì)與劣化。密封件本體主要成分為聚四氟乙烯，在壓力作用下可能會(huì)發(fā)生蠕變，但因?yàn)槊芊獯娇谥饕蓮椈商峁┬巫兓謴?fù)力，故本身在工作的壓力作用下發(fā)生蠕變而失去工作能力的可能性極小。工作溫度O形密封根據(jù)橡膠材料的不同會(huì)有些區(qū)別，但根本

10、以0-70C為最正確工作區(qū)間，有些橡膠的工作區(qū)間在特殊的工況下會(huì)大些，如硅橡膠，在水中耐溫只能到達(dá)100C，但在空氣中可到達(dá)210C。U形密封一般密封件正常工作溫度-30到+110C。泛塞密封工作溫度-200到+250C。決定于密封件本體材料，彈簧的工作溫度*圍遠(yuǎn)大于密封件本體擠出間隙及耐壓等級(jí)O形密封材料硬度不同，抗壓抗擠出能力差異較大，一般的，如果壓力大于5MPa，需要加裝擋圈，否則可能發(fā)生擠出破壞。安裝時(shí)擠出間隙小于0.1為佳。U形密封材料硬度不同，抗壓抗擠出能力差異較大，一般的，如果壓力大于15MPa，需要加裝擋圈，否則可能發(fā)生擠出破壞。安裝時(shí)擠出間隙小于0.2為佳。泛塞密封單獨(dú)承壓可

11、達(dá)20-50MPa，如果加裝特殊擋圈，可以承壓100MPa以上。安裝溝槽與O形圈一樣時(shí)，擠出間隙可以為O型圈密封的2-3倍，極大地減少制造費(fèi)用。主要密封形式：O形密封主要密封形式為靜密封，少量用于氣動(dòng)低壓密封U形密封主要密封形式為動(dòng)密封，少量用于靜密封泛塞密封主要密封形式為動(dòng)密封，少量用于靜密封工作壽命O形密封在滿足條件：材質(zhì)與介質(zhì)相容、常溫低壓、隔絕空氣光照射等條件的工況下，靜密封壽命較長(zhǎng)，否則很短，一般不到2年。動(dòng)密封的壽命一般都不長(zhǎng)，主要決定于壓力和接觸面粗糙度及潤(rùn)滑情況。不可用于干摩擦。U形密封決定于具體工況下的以下因素：工作溫度，運(yùn)動(dòng)速度，工作介質(zhì)，接觸面粗糙度。不可用于干摩擦泛塞密

12、封一樣工況下，為前者的10到100倍以上?？捎糜诟赡Σ?。本錢O形密封價(jià)格廉價(jià)，安裝方便，是最廉價(jià)，使用最廣，也是最成熟和通用的密封件。U形密封價(jià)格根據(jù)具體的規(guī)格和品牌、質(zhì)量的不同而不同，但一般是O形圈的10倍以上，安裝較方便。泛塞密封近年開(kāi)發(fā)出來(lái)的密封種類，價(jià)格較U形圈貴，安裝溝槽通常為開(kāi)式或半開(kāi)式。目前使用量相對(duì)還較少，但近幾年開(kāi)場(chǎng)迅速增長(zhǎng)。性價(jià)比O型圈密封一次性安裝使用的情況下，性價(jià)比具有無(wú)可比較的優(yōu)越性，但如工況特殊：工作介質(zhì)、高溫、高壓、大間隙、潤(rùn)滑不良、要求工作壽命等情況，其性價(jià)比不理想，雖然密封件本身很廉價(jià)，但反復(fù)拆檢安裝、泄漏等本錢高。U形密封常溫下的低壓低速往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，性價(jià)比高

13、，高溫、高速或高壓等工況下使用不理想。泛塞密封因?yàn)閮r(jià)格較U形圈要貴，對(duì)于一般要求不高的使用工況可能不劃算，但如使用工況有特殊工作介質(zhì)及要求低摩擦、高溫、高速或高壓等情況，或?qū)κ褂脡勖幸?，使用泛塞密封更好，性價(jià)比更高。經(jīng)過(guò)禁賣中興芯片事件，國(guó)人都知道芯片難造，技不如人，對(duì)這個(gè)事情非常重視，以至近期投資芯片成風(fēng)。其實(shí)，到目前為止，我們還有很多像芯片制造這樣的短板待補(bǔ)，密封行業(yè)就是一個(gè)。密封行業(yè)又分機(jī)械密封和液壓/氣動(dòng)密封，機(jī)械密封用于高溫、高速等特殊工況；液壓/氣動(dòng)密封用在流體傳動(dòng)方面。對(duì)于前者-機(jī)械密封，我們的技術(shù)與國(guó)外先進(jìn)技術(shù)相差還較遠(yuǎn)，很多關(guān)鍵件還必須進(jìn)口。在流體傳動(dòng)密封這一塊，國(guó)內(nèi)經(jīng)過(guò)

14、幾十年的追趕，目前的技術(shù)差距已經(jīng)不大，有些方面已經(jīng)到達(dá)國(guó)外先進(jìn)水平，這方面的典型代表如達(dá)曼森密封科技的四氟乙烯密封和橡膠密封技術(shù)。我們國(guó)家液壓工業(yè)從上世紀(jì)60年代開(kāi)場(chǎng)起步，密封件行業(yè)也在半仿制半研發(fā)中開(kāi)場(chǎng)前進(jìn)。改革開(kāi)放前期，內(nèi)地密封企業(yè)以貿(mào)易和代理國(guó)外品牌及簡(jiǎn)單的仿制為主，到2000年前后，國(guó)內(nèi)高質(zhì)量的密封件根本上是靠進(jìn)口，近年來(lái)，出現(xiàn)極少數(shù)的幾家重視密封產(chǎn)品質(zhì)量和新品研發(fā)的企業(yè)，達(dá)曼森密封科技是其中重要的一員。達(dá)曼森密封科技*是一家專門從事密封原理、密封材料研究、密封系統(tǒng)設(shè)計(jì)及密封件生產(chǎn)與開(kāi)發(fā)的科技型企業(yè)。公司每年用于研究開(kāi)發(fā)的資金占銷售額的百分之5-10之間，與國(guó)外各大著名跨國(guó)公司的相當(dāng)，

15、遠(yuǎn)高于國(guó)內(nèi)同行的，相應(yīng)的，密封技術(shù)方面也處于國(guó)內(nèi)公司前列。達(dá)曼森密封的橡膠和四氟乙烯密封產(chǎn)品質(zhì)量均已經(jīng)到達(dá)并較出大局部的國(guó)外同類產(chǎn)品的。達(dá)曼森密封產(chǎn)品目前主要是液壓密封和汽車密封方面，也有相當(dāng)局部特殊密封，如氣彈密封，較高壓水密封，煉鋼爐設(shè)備高溫密封，低溫液化氣、氮?dú)庠O(shè)備密封等特殊密封。達(dá)曼森密封這些年在研發(fā)方面碩果累累：破碎錘浮動(dòng)密封現(xiàn)在常用的破碎錘，因?yàn)檎w的構(gòu)造問(wèn)題，活塞密封采用滑閥式間隙密封，間隙一般大于5個(gè)絲，間隙小了可能會(huì)發(fā)生干預(yù)和卡死，大了又會(huì)產(chǎn)生大的泄漏，導(dǎo)致設(shè)備整體效率低下，并伴隨大量發(fā)熱，極大的影響機(jī)器可維護(hù)性和整機(jī)壽命，可以說(shuō)是行業(yè)痛點(diǎn)之一。達(dá)曼森創(chuàng)造的浮動(dòng)密封，很好的解

16、決了這兩個(gè)問(wèn)題。高壓密封達(dá)曼森開(kāi)發(fā)的高壓密封，已經(jīng)用于較大壓力150MPa的壓力機(jī)油缸，使用效果良好。高溫密封高溫密封也是達(dá)曼森研發(fā)的重點(diǎn)方向之一，高爐打渣設(shè)備的工作溫度通常高達(dá)400-500C，達(dá)曼森為高爐打渣設(shè)備成功開(kāi)發(fā)的高溫油缸密封，效果理想，到達(dá)預(yù)期。液壓缸抖動(dòng)與爬行液壓油缸的抖動(dòng)與爬行，目前在液壓傳動(dòng)特別是工程機(jī)械上很常見(jiàn)，是液壓行業(yè)的一個(gè)痛點(diǎn)。達(dá)曼森經(jīng)過(guò)理論分析與模擬，找到了問(wèn)題的根源，通過(guò)重新設(shè)計(jì)液壓油路和油缸密封方案，成功解決。長(zhǎng)行程液壓缸密封方案油缸行程變長(zhǎng)后，會(huì)出現(xiàn)同樣構(gòu)造短油缸沒(méi)有的新問(wèn)題。如抖動(dòng)與爬行，密封件拉傷，壽命短等。同樣達(dá)曼森也找到了相應(yīng)的解決方案。新型密封材料

17、：vs011等一批高性能材料，密封材料這一塊，達(dá)曼森開(kāi)發(fā)了多種以四氟乙烯為基體的特殊工程材料，其性能較常用材料有巨大的改善。如達(dá)曼森內(nèi)部代號(hào)為VS系列材料，材料的綜合性能較同類產(chǎn)品有極大的提高，在保持四氟的低摩擦系數(shù)、耐腐蝕、耐高溫、耐老化等特性外，耐磨能力、抗蠕變能力均到達(dá)了業(yè)內(nèi)較好水平，產(chǎn)品已經(jīng)應(yīng)用于風(fēng)電長(zhǎng)效油缸(設(shè)計(jì)壽命20年)，橋梁高層建筑阻力器(設(shè)計(jì)壽命20年)、缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)高壓油泵密封(工作頻率20萬(wàn)次/小時(shí))。達(dá)曼森生產(chǎn)的導(dǎo)向帶類似的研發(fā)成績(jī)還有很多，典型的如下：汽車變速密封汽車氣門密封氣彈密封泛塞密封原理及理想構(gòu)造筒形坯料自動(dòng)壓制機(jī)橡膠硫化快速布料裝置安裝快捷，性能優(yōu)良的新型密封構(gòu)造密封理論方面的研究達(dá)曼森也處于國(guó)內(nèi)較好位置，應(yīng)用達(dá)曼森的研究成果，設(shè)計(jì)了多個(gè)技術(shù)先進(jìn)的密封案例，包括較高溫，較低溫，較高壓，較高速等案例，其密封效果均得到客戶高度認(rèn)可。達(dá)曼森公司與國(guó)內(nèi)外多所大學(xué)及科研機(jī)構(gòu)有長(zhǎng)期合作和技術(shù)交流，擁有多項(xiàng)創(chuàng)造專利和國(guó)內(nèi)較好的生產(chǎn)工藝，研發(fā)團(tuán)隊(duì)具備應(yīng)對(duì)各種復(fù)雜工況密封系統(tǒng)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)能力。公司已通過(guò)ISO9001質(zhì)量體系認(rèn)證和TS16949質(zhì)量體系認(rèn)證。達(dá)曼森公司有各類中高級(jí)專業(yè)技術(shù)人員二十多人，廠區(qū)占地一萬(wàn)三千余平米，車間面積八千余平米。生產(chǎn)設(shè)備