工程机械密封技术的应用与展望

　　当前中国工程机械工业已引进了发达国家大量的主机设计和制造技术，逐步采用了国际先进的密封系统设计构思和密封装置的应用技术。但由于国内密封件工业制造水平的制约，工程机械密封技术的应用水平仍落后于国际先进水平约20－25年。主机无泄漏正常工作小时仅有400 h左右，不足国际先进水平的1/10。
　　应用现状：国产密封件的产品品种及质量仍无法满足引进先进制造技术的工程机械的发展和配套需要。
　　事实上在中国为工程机械行业服务的橡塑密封件生产企业有近千个，但具有较好生产条件和技术能力的企业只有40余家，其中具有雄厚技术能力、拥有成套先进设备的企业仅有7－8家（从事军品密封制品生产的专业研究所不在其列）。尽管如此，这些企业生产的密封制品在质量和使用寿命方面仍与国外先进水平存在或多或少的差距。工程机械及中、高压液压件行业引进了诸如林德、卡特、小松、采埃字、力士乐等世界知名厂商的制造技术之后，国产密封件的产品品种及质量无法满足引进先进制造技术产品的发展和配套需要就是例证。其次，需求量颇大的自卸式载重卡车的举升装置用小断面U形密封圈（AU），由于国产密封制品质量较差，主机厂及用户均向国外公司采购。
　　存在的问题：密封件产品的质量及密封系统设计和应用水平有待提高。
　　1．密封件产品质量
　　20年来，经国内科研技术人员的共同努力，建立了完整的与ISO／TC131／SC7接轨的各类密封件安装腔体国家标准体系。同时也建立了与各类密封件国际标准接轨的密封件尺寸系列、密封件性能指标及密封件外观质量、密封件包装、贮存、运输等密封件国家标准体系。从而，方便了工程机械和其他中、高压液压机械产品密封系统用密封件的设计和选用。但实际操作中仍有许多弊病存在。其原因主要是工业基础过于薄弱、原材料的质量和品种不尽如人意、管理工作不规范等等。差距尤以液压泵、液压马达和变速箱用旋转油封及液压缸往复动密封的产品质量最甚。针对ZL50C装载机驱动桥轮边油封的使用寿命，笔者曾做过一次装机对比试验，由国内某单位研制的带副唇内骨架油封，装机后经路面试验，仅50 km即开始泄漏，而同时装机考核的国外某公司BABSL油封，使用近3年仍未发生泄漏。又如：工程机械液压缸动密封元件的质量，国外水平可满足5 000作小时无泄漏，而国产密封件的使用寿命一般为其1/10，有的甚至不足 100工作小时。
　　2．密封系统的设计和应用水平
　　密封系统的设计和应用水平依赖于密封制品的研制能力，主要表现在3个方面。

　　（1）旋转动密封系统
　　目前大量采用的仍是普通标准型油封，对于有压力要求的旋转密封装置只能提供耐压为l－ 3 MPa的耐压型油封，而国际先进水平为 10 MPa。动液压回流油封的应用在工程机械旋转密封装置中尚未得到普及。
　　（2）液压缸往复动密封系统
　　目前大多数国产工程机械液压缸动密封系统设计仍采用U形密封圈作为主密封。90年代中期设计生产的工程机械液压缸动密封系统，开始采用同轴密封组件和U形密封圈的复合设计。当令国际上普遍采用的5组件（或3组件）液压缸活塞用带支承环组合密封组件，制作工艺较复杂，目前国内尚停留在小批量制作的阶段，质量稳定性较差。
　　（3）静密封系统静密封系统中，虽然取消了石棉及植物纤维密封制品，但高分子材料液态密封垫的使用尚不普及。目前国内使用的此类产品仍以乐泰公司生产的各类密封胶产品为主。国产液态密封胶及用于液压系统管系连接的厌氧胶的产品品牌较少，且涂敷工艺和质量性能均存在一定差距。
　　展望：中国密封换术的科研医密封件制造工业将面对由工程叽械及其他中、高压液压机械行业提出的严峻课题。
　　随着国际先进科技和制造技术的引进及2000年后国民经济的发展趋势，U引进先进技术为依托的中国工程机械工业将有较大的发展。工程机械液压系统工作压力和系统的先进性、工作可靠。＠的探高．必将促讲密封系统设计及密封元件制造技术的发展，因此，中国密封技术的科研及密封件制造工业将面对由工程机械及其他中、高压液压机械行业提出的严峻课题。可以预计，届时的中国密封工业体系将不再是一个高能耗、低效率、结构庞杂的小农经济式的经营模式，而将是一个具有高度集约化、规模化、低能耗、高效率的经营体制。届时，中国密封件的主要品种将有60％达到国际80年代末90年代初的质量水平，另将有15％的产品品种达到国际密封件产品的当代质量水平。中国工程机械和中、高压液压机械产品密封系统的设计和应用水平将达到国际90年代中期的技术水准。
　　背景资料：中国工程机械密封技术应用的四个阶段
　　以橡塑密封件为应用主体的工程机械密封技术的发展过程大致可以分为四个阶段。
　　1．起步阶段（1960－ 1970年）
　　这期间的中国工程机械产品液压系统的工作压力大致为12－14 MPa。采用的密封系统用密封件有：0形橡胶密封圈（NBR）；铁壳一牛皮旋转油封；波纹钢皮十软木十金属弹簧的端面密封；石棉盘根；石棉十橡胶密封垫片；V形密封圈（牛皮十酚醛十胶木）； V形密封圈（NBR十夹织物〕：软会属密封垫片等等。

　　2.创业阶段（1971－ 1980年）
　　在此期间生产的中国工程机械主要产品的液压系统工作压力大致为 14－ 3．5 MPa。其密封系统中采用的密封件以橡塑密封件为主，淘汰了牛皮、石棉纤维及波纹钢皮十软木的端面密封。主要型式D为：0形密封圈（NBR、FKM）；履带D底盘用浮动油封（金属环干0形图）；D内包骨架旋转油封川BR、FKM、ZACM）。液压与气动往复运动密封件D则有0形密封圈（NBR、FKM）；U形密D射圈（NBR、AU、BU）：V形密封圈（NBR十夹织物）；杯形密封圈（NBR十夹织物）等。
　　在这10年间，为适应诸如工程机械、锻压机械等采用中、高压液压技术的发展需要，由原机械部组建了7个专业橡塑密封件生产厂。另外，为推进中国密封技术的发展，于1975年和1979年组建了“全国液压、气动标准化技术委员会一和’全国液压、气动标准化技术委员会橡塑密封标准化分技术委员会”（与旧ISO／TCI3／SC7对应）以及摩擦学会流体密封分技术委员会。
　　3．巩固和发展阶段（1981－1990年）
　　国产工程机械主要产品的液压系统的工作压力达到了16－ 40MPa，其密封系统采用的密封件形式仍以橡塑密封制品为主。主要型式有：O形密封圈（NBR、FKM）；履带底盘用浮动油封（O形图十金属环）；润滑密封履带用密封组件（NBR＋AU):内骨架和外骨架旋转油生十（NBR、FKM、ACM、EPDM)；组合密封垫圈（NBR+金属）；液压缸活塞和活塞杆动密。封用同轴密封组件（PTFE＋NBR）；旋转轴用动液压回流油封（NBR、FKM、 ACM）；以及工作压力为 1? 3 MPa的耐压型旋转油封（NBR、FKM）；双向介质旋转油封(NBR、FKM）、液O压缸活塞用带支承环双作用往复D动密封组件（NBR＋PTFE＋POM）等。
　　4．高速发展阶段（1991年以后）
　　工程机械和其他中、高压液压行业先后引进了大量的产品制造技术，促进了国外密封商家进入中国密封件市场的步伐。国外资金及技术的进入，提高了我国密封工业的总体水平。