机械密封技术的回顾与展望

机械密封技术的回顾与展望

——摘至《机电国际市场》

密封件用途广泛，几乎遍布各行业，因此其品种也就特别繁多。但归纳起来，大体可分为三大类，即橡塑密封件、机械密封件和柔性石墨密封件。1996年全国共销售密封件总数约14亿件，其中橡塑件4.57亿件，占32.6%；密封件总销售额为5.45亿元，橡塑密封件接近密封件总销售额的一半。工程机械行业用机械密封及柔性石墨密封件较少，80%以上都是橡塑密封件。因此，本文将重点讨论橡塑密封件。

——中国工程机械密封技术的发展历史——

中国工程机械密封技术的发展历史与整个中国密封技术的发展历史基本相同，大致可分为三个阶段。

第一阶段为阶业起步时期（1960~1980年）。

这个时期也是中国工程机械初步发展起来的时期。随着工程机械行业的逐步形成与发展，为工程机械配套的密封技术及密封件行业也逐步形成并发展起来。从1973~1979年，主要为工程机械配套的密封件企业，如北京密封件厂、铁岭橡胶密封件厂、河北景县塑料密封件厂、陕西兴平密封件厂、江苏扬中县密封件厂、太仓密封件厂、广州橡胶密封件厂、广汉长空橡胶密封件厂等，都在这个时期建成，为逐步形成中国密封件行业奠定了基础。这个时期，中国工程机械密封件主要是橡胶件。

第二阶段为初步发展时期（1981~1990年）。

这个时期是我国“六五”、“七五”两个五年计划建设时期。这期间有两个显著特点：第一点，这个时期中国开始转向以国民经济建设为中心，国民经济建设速度逐渐加快，带动了工程机械等各行业的发展，对密封件等基础件的需求迅速增加。第二点，这个时期正是我国从1978年开始的改革开放时期。随着国门不断打开，许多产品及技术不断进入中国，密封件及密封技术也毫不例外地开始进入中国。聚四氟乙烯及橡塑密封件就是从这个时期发展起来的。从此工程机械密封件以橡胶密封件为主发展到了以橡塑密封件为主。在上海北京材料所、化工所等研究单位帮助下，迅速出现了许多聚四氟乙烯及橡塑密封件生产厂家。江苏扬中县最为典型，先后出现了几十家这样的密封件生产企业。这个时期，一些比较大的、老的密封件生产企业如青岛密封件厂、南京7425厂等，也开始大量生产橡塑密封件。我国最大的密封件生产企业——安徽宁国中鼎股份有限公司，就是在这个时期（1980~1981年）开始组建成立的。

第三阶段为高速全面发展时期（1991~现）。

这个时期是我国“八五”、“九五”年计划建设时期，也是我国工程机械、汽车、摩托车行业高速发展时期，不但对密封件数量的需求成倍增加，而且对质量也提出了更高的要求。高压液压系统（20~40MPa以上）及变量液压系统的出现，一般密封件已完全不能适应。在这种情况下，许多著名的国外密封件企业如美国的霞板密封件、派克密封件，德国的洪格尔密封件、弗罗伊登贝克密封件都相继进入中国市场。中国国内企业也纷纷与国外著名密封件企业合资。到目前为止，中国密封件行业已有七家合资企业。其中最大的有两家：一家是前面提到的安徽宁国中鼎股份有限公司，于1994年与亚洲战略投资公司分别出资40%及60%组成合资企业。目前该公司密封件品种规格较为齐全，年销售额已超亿元，为全行业第一。另一家是青岛基珀密封件工业有限公司，该公司由“中国青岛密封工业公司”（青岛密封件厂前身）、“日本基珀株式会社”和“日本共和资材株式会社”三方共同出资组建。该公司密封件年销售额已接近亿元，为中国目前仅次于中鼎股份有限公司的最大密封件企业之一。目前这两家合资企业密封件的年销售收入占了我国密封件行业很大一部分市场份额。

——中国工程机械密封技术的现状——

中国密封件行业，全国已有1000余个企业，其中橡塑密封件生产企业300多家，包括国营、股份制、集体、民营等多种所有制形式，但具备一定规模的只有40多家。其中具备较大规模的，除前面谈过的两家最大骨干企业外，还有南京7425厂、贵州大众橡胶厂（以制动密封件为主）、自贡庆华密封件工业公司等近10多家，其年销售收入都在3000万元以上。这40多家密封件生产企业中，生产橡塑密封件为主的企业有近20家。

这些骨干企业的产品技术、质量水平相对较高，但主要是为汽车、摩托车配套。工程机械由于它的特殊性，主要是尺寸规格大、使用压力高、作业条件恶劣，对密封件也就有特殊要求，因此出现了许多以生产工程机械密封件为主的企业，主要的有11家，除前面已谈过的北京密封件厂等8家外，还有浙江海门橡塑密封件厂、广州机床研究所密封分所、沈阳皮革装具厂，这些企业专业性都比较强，但规模不如前5家骨干企业大，它们的年销售收入一般都在300万~1000多万元之间。这些密封件企业技术水平一般，还不能提供高压、高水平密封件、特别是要求较高的特殊密封件，比如柳工——ZF合资公司驱动桥上所需的组合骨架油封，中国国内就不能生产。

——中国工程机械密封行业目前存在的问题——

中国密封件行业是一个起步较晚的小行业，虽然经过三个五年计划的技术改造、技术引进、合资合作生产等，有些已形成一定规模，也出现了前面谈到的骨干企业，但由于中国底子薄、基础差，再加上前些年重主机、轻配套的思想影响，仍未从根本上解决问题，远远跟不上工程机械等各行业的发展速度，存在不少问题，主要有以下几方面。

——技术水平低——

中国整个密封件行业技术基础薄弱，自主开发能力差。前面谈到的几家较大规模企业，相比之下，还有一定的技术基础及开发能力，但它的重点是对汽车、摩托车行业的，而主要为工程机械服务的十几个企业实力都比较薄弱，技术水平较低。

技术水平低还表现在科研方面。大多数企业没有什么试验设备，更谈不上密封机理的研究。因此，密封件制造企业与用户之间技术上脱节。没有什么象样的样本或手册详细反映密封件及配套件的结构关系及适当的技术要求。而国外企业在提供密封件的同时，还提供详细的安装及使用条件要求，只要按要求做，就能保证密封件的可靠性及使用寿命。国内的密封件有的也提供安装尺寸及安装要求，但按它的要求做可能就不行，主要是没有做过密封机理研究及可靠性试验。

技术水平低还反映在材质方面，材质保证能力差，没有强有力的配方检验及成品检验手段。因此，产品材质不稳定，时好时差。

——产品品质低——

中国机械产品特别是工程机械，长期以来普遍存在漏油问题。当然，漏油的问题很复杂，原因也很多，但最根本的还是密封圈质量问题。工程机械用得最普遍的密封件有“O”型密封圈、油封（主要是骨架油封）及油缸密封圈（往复运动）三大类。“O”型密封圈经1982年、1992年制订的GB3452.1国家标准，基本上已与国际标准接轨，国产“O”型密封圈基本上能满足要求。问题最大的是骨架油封。工程机械用旋转骨架油封主要用在齿轮油泵及传动部件上。以装载机为例，每台机至少要用11个，以全国年产20000台装载机计算，要用20多万个骨架油封。因此，整个工程机械行业旋转骨架油封用量是很大的。目前国内绝大部分装载机采用国产骨架油封，可靠性差，在半年的三包期内，泵的骨架油封大约有7%损坏串油，要维修更换。在传动部件特别是驱动桥上，在半年三包期内，几乎都有不同程度的漏油。主机厂也想用进口高质量骨架油封，但由于价格相差太悬殊，进口油封大约是国产的5~10倍，主机厂很难接受。随着工程机械水平的不断提高，国产密封件已越来越不能满足要求。目前用户强烈要求尽快解决“三漏”问题。同时，中国工程机械出口也在不断增加，因此迫切需要高质量、价格合适的骨架油封。这种情

况下，价格高出目前国内产品1~2倍，主机厂基本上能接受。

油缸用往复密封圈情况与骨架油封基本相同。油缸密封圈泄漏会引起停机、增加成本、污染环境、降低生产效率，用户反映强烈。目前许多自己生产油缸的主机厂及大的油缸生产厂已逐步选用进口的或合资企业生产的高质量油缸密封圈。30MPa以上高压及变量泵、变量电机所用密封圈，目前基本上是进口的。

——密封件生产企业多、小而分散——

前面已述，目前国内密封件生产企业有1000余家，年销量14亿件，还不如某些世界大公司一家年销量的一半。而年总销售额只有5亿多元，平均每家年销售额只有50万元，规模太小，根本无法进行技改投入，更谈不上试验研究，只能互相模仿、打价格战、在低质量、低水平上竞争。这种状况急待解决。

——中国工程机械密封件行业的发展前景——

2000年乃至21世纪，是我国经济进一步高速发展的时期。特别是国家加大了铁路、公路、水利、机场、港口、码头、原材料等设施建设力度，有大量土石方工程，加上出口前景看好，中国工程机械将得到迅猛发展，同时也将给为工程机械配套的液压行业、密封行业带来大发展的机遇。据中国密封件行业协会可靠的市场调查分析，预计到“九五”末的2000年，全国各行业密封件的总需求量达到20亿件以上，比目前翻一番。而工程机械行业用量将达到2亿件以上，比目前将近翻一番还多。但同时，工程机械对密封件的技术水平及质量也提出了更高的要求。

目前中国国内工程机械所用密封件生产企业数量多、水平低、企业应该联合起来，走规模化、集约型的道路，向高技术、高水平发展，这才是最好的出路。

工程机械行业期盼着国产高质量、高水平密封件，彻底解决“三漏”问题，为我国工程机械的发展及打出国门贡献更大的力量。