泛塞密封及與O、U形圈對比.docx

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1、.泛塞密封及與O、U形圈對比泛塞，該詞來源于“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）的簡寫?！胺喝北旧砭褪恰皬?fù)合密封”的音譯，所以在“泛塞”的后面沒有必要加“密封”二字，若按照習(xí)慣叫法，加上該二字也行。當(dāng)然，按照中文直接說“彈簧蓄能密封”更好。典型泛塞結(jié)構(gòu)右圖為泛塞的典型結(jié)構(gòu)，分內(nèi)外不同的兩個部分，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

2、。不銹鋼的材質(zhì)則一般有SUS301,SUS304,SUS316和SUS718等。外部的密封件本體與要密封的兩個面接觸，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。典型泛塞結(jié)構(gòu)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)壓的時候，彈簧就是密封壓力的唯一來源。對于彈簧的要求較簡單：耐環(huán)境高低溫，耐腐蝕，彈性力相對恒定。這幾點(diǎn)要求雖然不多，但不易達(dá)到，對于彈簧的材質(zhì)，工藝和形狀要求高。泛塞是近年來開發(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

3、能，從而性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超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)：1， 耐高低溫的范圍大大增強(qiáng)，低溫可以達(dá)到-200C，高溫到300C左右，這對以前的各種形式密封不可想象。2， 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)會更低，特別是工作壓力大的時候，區(qū)別極為顯著。3， 壽命更長，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存壽命理論上是無限期，使用壽命也較其他的形式密封件要長，在有些工況下也是無限期，這對于一些特定用途的油缸非常重要。4， 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

4、20-30MPa，通過更改設(shè)計(jì)參數(shù)，耐壓100MPa以上也很容易。5， 在高低壓力下，泄漏量都較小。泛塞圈在高低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，同時耐高低壓力都好很難達(dá)到。6， 安裝溝槽小，安裝溝槽標(biāo)準(zhǔn)尺寸與同級別O形圈的一樣。缺點(diǎn)：1， 安裝溝槽一般為開式或半開式，特別是小直徑油缸，必須為開式或半開式，這樣為油缸的設(shè)計(jì)、制造與安裝可能會增加一定的成本。2， 密封件制造工藝為車削成型，生產(chǎn)效率低，制造成本較普通密封件的高，故密封件的采購成本會較高。典型應(yīng)用工況：1， 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

5、車發(fā)動機(jī)密封，等等，最高溫度達(dá)到300C左右。2， 低溫密封液化氮?dú)?，液化石油氣，液化二氧化碳，液化氧氣，等密封，最低溫度達(dá)-200C。3， 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。 4， 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)動油缸，伸縮的速度可達(dá)15-20米每秒。5， 特殊工作介質(zhì)密封高溫水汽，海水，剎車油，酸堿等。6， 低摩擦典型的如伺服油缸。7， 長壽命密封風(fēng)電變槳油缸，建筑減震油缸。8， 長大油缸密封典型如起重機(jī)油缸，堆高機(jī)油缸。9， 衛(wèi)生安全密封目前食品和藥品接觸的密封已經(jīng)基本采用泛塞圈。10， 快速反應(yīng)油缸密封件安裝溝槽小，油缸各

6、結(jié)構(gòu)件可以更輕，同時摩擦阻力小，可大幅提升油缸的動態(tài)性能，制造出更好的快速反應(yīng)油缸。發(fā)展趨勢：雖然目前泛塞相對其他密封形式成本較高，但他的優(yōu)勢多也很顯著，很多情況下已經(jīng)變得不可替代，隨著對設(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，泛塞的性價比變得越來越高，應(yīng)用也越來越普遍，現(xiàn)在已經(jīng)有一股泛塞取代傳統(tǒng)密封的大趨勢。泛塞技術(shù)：泛塞圈雖然看起來結(jié)構(gòu)簡單，大家仿制起來好像也很容易，其實(shí)不然，不同的公司產(chǎn)品，其使用壽命可能會極為懸殊。因?yàn)椴煌r下密封件結(jié)構(gòu)、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，一旦選用不合適的材料配方或密封結(jié)構(gòu)，密封件質(zhì)量難以保證。泛塞密封與O、U形

7、圈密封對比：1， 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。2， 儲存壽命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。泛塞密封理論上無限制3， 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，沒有一種可以包打天下，如丁腈橡膠耐非極性礦物油，對于極性礦物油，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

8、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)，可適用于多種工作介質(zhì)中，如各類油脂，水等。4， 摩擦與磨損O形密封橡膠與鋼材的干摩擦系數(shù)約為0.6-0.8之間，在有潤滑時摩擦系數(shù)為0.3-0.5之間U形密封一般摩擦系數(shù)較相同工況橡膠的要稍小，干摩擦系數(shù)在0.3-0.5間，有潤滑時，摩擦系數(shù)在0.2-0.4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，有潤滑的時候，摩擦系數(shù)為0.01-0.05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。5， 物理老化，工作蠕變

9、O形密封橡膠在貯存和使用過程中受自然和人工環(huán)境各種條件的綜合影響，性能和外觀隨時間而變壞。橡膠制品常因受熱、空氣中的氧和臭氧、陽光、風(fēng)、雨、雪、水分以及使用過程各種機(jī)械應(yīng)力作用或化學(xué)溶劑的侵蝕，使橡膠的化學(xué)結(jié)構(gòu)受到破壞，變軟或硬脆龜裂，表面粗糙，力學(xué)性能下降，隨時間推移逐漸喪失使用價值。當(dāng)O形圈正常工作時會受到一定的應(yīng)力，在應(yīng)力的作用下，O型圈形狀會發(fā)生永久變形，從而部分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，在儲存與工

10、作時都不會發(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。6， 工作溫度O形密封根據(jù)橡膠材料的不同會有些區(qū)別，但基本以0-70C為最佳工作區(qū)間，有些橡膠的工作區(qū)間在特殊的工況下會大些，如硅橡膠，在水中耐溫只能達(dá)到100C，但在空氣中可達(dá)到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，彈簧的工作溫度范圍遠(yuǎn)大于密封件本體）7， 擠出間隙及耐壓等級O形密封材料硬度不同，抗壓抗擠出能力差別較大，一

11、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，抗壓抗擠出能力差別較大，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。安裝時擠出間隙小于0.2為佳。泛塞密封單獨(dú)承壓可達(dá)20-50MPa，如果加裝特殊擋圈，可以承壓100MPa以上。安裝溝槽與O形圈相同時，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。8， 主要密封形式：O形密封主要密封形式為靜密封，少量用于氣動低壓密封U形密封主要密封形式為動密封，少量用于靜密封泛塞密封主要密封形式為動密封，少量用于靜密封9， 工作壽命O形密封在滿足條件：材質(zhì)與介

12、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，否則很短，一般不到2年。動密封的壽命一般都不長，主要決定于壓力和接觸面粗糙度及潤滑情況。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)動速度，工作介質(zhì)，接觸面粗糙度。不可用于干摩擦泛塞密封相同工況下，為前者的10到100倍以上?？捎糜诟赡Σ痢?0， 成本O形密封價格便宜，安裝方便，是最便宜，使用最廣，也是最成熟和通用的密封件。U形密封價格根據(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。泛塞密封近年開發(fā)出來的密封種類，價格較U形圈貴，安裝溝槽通常為開式或半開式。目前使用量相對還較少，

13、但近幾年開始迅速增長。11， 性價比 O型圈密封一次性安裝使用的情況下，性價比具有無可比擬的優(yōu)越性，但如工況特殊：工作介質(zhì)、高溫、高壓、大間隙、潤滑不良、要求工作壽命等情況，其性價比不理想，雖然密封件本身很便宜，但反復(fù)拆檢安裝、泄漏等成本高。U形密封常溫下的低壓低速往復(fù)運(yùn)動時，性價比高，高溫、高速或高壓等工況下使用不理想。泛塞密封因?yàn)閮r格較U形圈要貴，對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，性價比更高。經(jīng)過“禁賣中興芯片”事件，國人都知道芯片難造，技不如人，對這個事情非常重視，以至近期投資芯片成

14、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。密封行業(yè)又分機(jī)械密封和液壓/氣動密封，機(jī)械密封用于高溫、高速等特殊工況；液壓/氣動密封用在流體傳動方面。對于前者-機(jī)械密封，我們的技術(shù)與國外先進(jìn)技術(shù)相差還較遠(yuǎn)，很多關(guān)鍵件還必須進(jìn)口。在流體傳動密封這一塊，國內(nèi)經(jīng)過幾十年的追趕，目前的技術(shù)差距已經(jīng)不大，有些方面已經(jīng)達(dá)到國外先進(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)。我們國家液壓工業(yè)從上世紀(jì)60年代開始起步，密封件行業(yè)也在半仿制半研發(fā)中開始前進(jìn)。改革開放前期，內(nèi)地密封企業(yè)以貿(mào)易和代理國外品牌及簡單的仿制為主，到2000年前后，國內(nèi)高質(zhì)量的

15、密封件基本上是靠進(jìn)口，近年來，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)曼森密封科技有限公司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)與開發(fā)的科技型企業(yè)。公司每年用于研究開發(fā)的資金占銷售額的百分之5-10之間，與國外各大著名跨國公司的相當(dāng)，遠(yuǎn)高于國內(nèi)同行的，相應(yīng)的，密封技術(shù)方面也處于國內(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)達(dá)到并較出大部分的國外同類產(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)部分特殊密封，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

16、這些年在研發(fā)方面碩果累累：1. 破碎錘浮動密封現(xiàn)在常用的破碎錘，因?yàn)檎w的結(jié)構(gòu)問題，活塞密封采用滑閥式間隙密封，間隙一般大于5個絲，間隙小了可能會發(fā)生干涉和卡死，大了又會產(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，可以說是行業(yè)痛點(diǎn)之一。達(dá)曼森發(fā)明的浮動密封，很好的解決了這兩個問題。2. 高壓密封達(dá)曼森開發(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。3. 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)備成功開發(fā)的高溫油缸密封，效果理想，達(dá)到預(yù)期。4. 液壓缸抖動與爬

17、行液壓油缸的抖動與爬行，目前在液壓傳動特別是工程機(jī)械上很常見，是液壓行業(yè)的一個痛點(diǎn)。達(dá)曼森經(jīng)過理論分析與模擬，找到了問題的根源，通過重新設(shè)計(jì)液壓油路和油缸密封方案，成功解決。5. 長行程液壓缸密封方案油缸行程變長后，會出現(xiàn)同樣結(jié)構(gòu)短油缸沒有的新問題。如抖動與爬行，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。6. 新型密封材料：vs011等一批高性能材料，密封材料這一塊，達(dá)曼森開發(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

18、蠕變能力均達(dá)到了業(yè)內(nèi)較好水平，產(chǎn)品已經(jīng)應(yīng)用于風(fēng)電長效油缸(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)動機(jī)高壓油泵密封(工作頻率20萬次/小時)。達(dá)曼森生產(chǎn)的導(dǎo)向帶類似的研發(fā)成績還有很多，典型的如下：7. 汽車變速密封8. 汽車氣門密封9. 氣彈密封10. 泛塞密封原理及理想結(jié)構(gòu)11. 筒形坯料自動壓制機(jī)12. 橡膠硫化快速布料裝置13. 安裝快捷，性能優(yōu)良的新型密封結(jié)構(gòu)密封理論方面的研究達(dá)曼森也處于國內(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)曼森公司與國內(nèi)外多所大學(xué)及科研機(jī)構(gòu)

19、有長期合作和技術(shù)交流，擁有多項(xiàng)發(fā)明專利和國內(nèi)較好的生產(chǎn)工藝，研發(fā)團(tuán)隊(duì)具備應(yīng)對各種復(fù)雜工況密封系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)能力。公司已通過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專業(yè)技術(shù)人員二十多人，廠區(qū)占地一萬三千余平米，車間面積八千余平米。生產(chǎn)設(shè)備和檢測設(shè)備均處于同行較好水平，大型壓力機(jī)可壓制2米直徑的密封件坯料，加工設(shè)備全是技術(shù)先進(jìn)的自動化CNC機(jī)床，生產(chǎn)能力和整體規(guī)模目前處于國內(nèi)同類企業(yè)較前列。公司在解決較高溫、較高壓、較低溫、強(qiáng)腐蝕等特殊工況方面有較為豐富的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)和的深厚理論基礎(chǔ)，產(chǎn)品廣泛用于工程機(jī)械、汽車、自動化設(shè)備、石油、水利、化工、航空航天等領(lǐng)域。達(dá)曼森始終為客戶提供較合適的產(chǎn)品、良好的技術(shù)支持、健全的售后服務(wù)。達(dá)曼森的服務(wù)從了解客戶的密封要求和密封工況開始，為客戶設(shè)計(jì)合理的密封系統(tǒng)，選用較合適的密封件，達(dá)到理想的密封效果。達(dá)曼森提供的不僅僅是看得見的產(chǎn)品，更多的是方案、服務(wù)、信心與保障。.