车恒德一种专利密封产品的研发

车恒德一种专利密封产品的研发

与发达国家相比，中国的密封产品发展速度还有一定差距，但中国的密封技术发展是令人满意的。本刊就相关内容对西安海林科工贸有限公司总经理车恒德先生进行了专访。编辑:贵公司生产的车恒德!密封作为我国具有自主知识产权的密封新品种,请介绍它的研发过程?车恒德:好的。它是我目前研发的多种专利密封系列产品的统称,简称“西安车氏”。它是目前唯一的以专利发明者的真实姓名注册的密封产品名称。因为它是我国目前唯一具有自主知识产权的新型品牌密封。由于我的专利产品曾先后在不同的厂家(公司)投产,所以名称曾以“格雷特密封”、“尼桑密封”、“车氏密封”等出现在媒体上。现在由于专利密封项目不断增加,陆续有新的专利密封问世,从而构成了一个比较齐全的专利密封产品“家族”例如:有适用于真空和低压的组合密封,也有耐中高压乃至超高压的密封品种,还有耐腐蚀、防辐射、耐劣性介质(酸、碱、泥浆、水泥等)的旋转与往复密封等较为完整的适用多种工况的专利密封系列。故现在注册为车恒德密封,并由西安海林科工贸有限公司独家生产与经营。编辑:您从事飞机设计与研究工作三十余年,那么车氏密封起初的研发是否和飞机有很大关系呢?车恒德:车恒德!密封的研究始于上世纪70年代末的飞机起落架的设计研究。众所周知,飞机的起飞与着陆是安全事故的多发段,为此如何确保此阶段的飞机安全就显得极为重要,而起落架又正是此阶段工作的重要大部件。在极短时间内吸收巨大的垂直与水平动能及地面的突发性大过载。由此在减震器内产生极大的油、气脉冲,几秒钟内压力突增上百兆帕。同时还需要承受极悬殊的温度变化,几分钟内温差突变可达100℃多度,加之工作环境为全天候情况下,要确保起落架的绝对安全工作。要满足大冲击、高速度、高压差、高耐磨、低摩擦、高可靠性、高寿命、无泄露的密封要求,确非易事。经过整整5年的实验研究,包括筛选材料配方与结构设计模型、诸多对比试验、气密性试验、高低温试验、数百万次耐久循环(寿命)试验、数千次的动力冲击(落震)试验、多架飞机的领先飞行试验等终于研制成功带有薄唇结构的《脚形滑环式组合密封》。从而彻底满足了该飞机起落架的密封要求,装机上天。编辑:车恒德!密封经受了飞机高性能要求的挑战,请您谈一下它独有的结构特点和实际应用情况?车恒德:车恒德!密封的结构特点在于PTFE填料滑环采用薄唇结构,并与一个有一定压缩量的0形橡胶圈组合而成。可以替代常规V型橡胶圈、Y型圈、骨架油封、机械密封及斯特封、格来圈等。车恒德!密封在制作滑环时,根据用户的不同工况,采用不同的自主填料配方。有时人们会担心薄唇结构经长期工作后,或润滑条件不好是否被磨穿。此种担心是有一定道理的。通常液压气动活动密封的表面在专业上都有明确的规定,如精度、粗糙度、甚至表面硬度等。经试验表明薄唇滑环在飞机起落架减震器的158万次往复运动后,只磨耗了0.025mm~0.1mm。车恒德!密封的另一大特点是,无论哪种型号,在滑环结构上均有一个(或两个)耐压挡边,其挡边的厚度、内外径视其受压方向、唇口承压大小而不同。由此可提高O形橡胶圈的承压能力。脚形滑环式组合密封(简称脚形密封)是专门为飞机起落架的高难要求研制的,所以它的耐油、气性能、耐压性能、低摩擦、无泄漏性能极佳,即可封轴亦可封孔,最高耐压可达250MPa,它是液压缸及大型气缸密封的优选型号。脚形滑环式组合密封虽有很多优点,但亦有不足之处:其安装沟槽必须是开式,而不能采用闭式沟槽。因脚形滑环的根部刚性较大,不易变形装入闭式沟槽中,且只能承受单项压力。直角滑环式组合密封(简称直角密封)是在脚形密封的基础上,针对普通0形胶圈的工作特点研发的,即在保留PTFE滑环的薄唇结构特性的同时,又融入了O形胶圈高压下加挡圈的功能,合二为一地成为目前的结构形式,它既可以装入原加挡圈的O形胶圈的闭式沟槽内,也可采用开式沟槽或成组串联工作。但也只能单向承压。C形滑环式组合密封(简称C形密封)是在直角密封的基础上,根据用户的工作需求而研发的。它相当于原O形圈在高压下作动密封时双向加挡圈的结构,不同的是在O形橡胶圈与被密封表面间增加了一个增强PTFE的密封薄唇,通俗点说就是用一个薄唇把两个挡边连起来,把O形橡胶圈包围在其中。工作中O形橡胶圈只是提供密封弹力(相当于静密封)而与密封介质、被密封表面几乎不接触。此密封可承受双向工作压力,较适用于液压缸中的活塞密封,尤其是腐蚀性介质或劣性介质等的动、静密封部位。例如:西安通力锻压机床有限公司为二汽改造的大型液压设备上采用了直径720mm的C形滑环式组合密封TB4-IIA720×7,工作三年多运行状态良好。前三种密封,虽各有特点,但它们的共同点是只能做往复运动密封或低速运转,摆动密封,对高速旋转密封它们并不适用,为此,根据用户的需求而研制出齿形滑环式组合密封(简称齿形密封)专门用于中高速高压旋转密封部位。他们的结构特点是在直角密封的基础上研制出的,即利用直角密封的背压挡边,保护0型胶圈以承受较高的压力,而0型胶圈与旋转密封面之间有一个带有齿尖形的密封唇垫着,从而提供密封弹力与承受轴向压力的仍是0型胶圈和背压挡边而参与密封面磨合的是齿形滑环的唇部。由于齿形的滑环与被密封表面的摩擦阻力较小,所以他适用于液压旋转或要求摩擦力较低的气动往复密封,既可密封轴,也可密封孔,其工作介质:油、气、水、水-乙二醇、酸、碱等均可;工作速度可达10m/s;工作压力0~70MPa。需要说明的是齿形密封用作高速高压旋转密封,被密封动表面的表面硬度Rc≥55,表面粗糙度Ra=0.2~0.8nm为妥。总之夹形密封的应用很广。编辑:人们常说超高压动密封是液压系统及相关产品最关键的技术难题。您能否谈一下您是如何探索这一创新之路的?车恒德:随着深海作业、深井作业、水射流技术、高性能原材料科学的不断发展,对超高压液压系统及产品的需求越来越多,所以人们加强了超高压液压系统与设备的研发。目前大家更多认同和习惯的称谓是50MPa以下为低压;50MPa~100MPa为高压;100MPa以上则为超高压。随着科技的不断进步与发展,超高压的压力水平也不断提高,如有的达到300MPa、500MPa,极个别的甚至要求达到800MPa。目前国内外通常解决的办法是采用牺牲一定的工作寿命,即经常更换密封件的措施以解决“应急之痛”,如采用增强夹布V形橡胶圈或可经常调整、补偿的楔形塑料密封件,特种盘根等,但都不能很好解决高寿命的超高压动密封问题。其带来的后果是,往往摩擦阻力过大,磨损加快,掉渣掉沫,甚至拉伤缸孔或活塞杆,导致设备的大修期缩短,或者因经常停机调整密封件的压缩量或经常更换密封件而增加停机周期和工作量,严重影响生产。广大用户反应强烈急需高寿命、稳定工作的耐超高压的动密封装置或元件,以确保液压设备的安全、稳定高效率的工作。十几年来,不断的听到来自各行业广大用户的呼唤声,我就坚定一个信念,就是一定要在已研发的脚形滑环式组合密封(耐压250MPa)的基础上再研发一种耐更高压力的动密封,以满足广大用户的要求。编辑:这是一种什么样的密封,它具有什么特点,更适用哪些领域?车恒德:作为一种理想的超高压动密封,必须要妥善解决以往产品容易出现的一些问题,如承压能力低,提高压力后摩擦阻力大、不耐磨损、密封件在超高压下易变形并挤入运动缝隙中将柱塞塞住、卡死不能运动等工作寿命短的问题。所以必须逐一解决密封件的结构形式,材料的选择、安装形式等诸多问题。目前我们研制的正宗车氏J形滑环式组合密封最高耐压已达500MPa。可能人们关心的是这种动密封的工作寿命多长,通常在密封基体件加工精度、粗糙度、型位精度等合格及正确安装的情况下,300MPa~450MPa的动密封的