在高壓液壓與氣動(dòng)系統(tǒng)中，高壓組合密封因其卓越的抗擠出性能和低摩擦特性而成為首選。然而，面對不同的工況，如壓力等級、運(yùn)動(dòng)速度、介質(zhì)類型等，選擇合適的結(jié)構(gòu)形式至關(guān)重要。本文將深入對比三種最常見的高壓組合密封——格萊圈、斯特封和雷姆封的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，為您在選型時(shí)提供清晰的參考。
一、格萊圈
格萊圈是一種非常經(jīng)典且應(yīng)用廣泛的高壓組合密封，由兩個(gè)獨(dú)立元件組成：一個(gè)由聚氨酯或尼龍等材料制成的O形彈性密封環(huán)和一個(gè)由填充聚四氟乙烯制成的矩形截面擋圈。
●結(jié)構(gòu)核心特點(diǎn)：雙元件組合： 其結(jié)構(gòu)清晰地體現(xiàn)了“組合”的理念。PTFE擋圈主要負(fù)責(zé)承受高壓，防止主密封環(huán)被擠入間隙，同時(shí)因其摩擦系數(shù)低，也起到了減摩作用。
○對稱設(shè)計(jì)： 格萊圈的截面是對稱的，這使得它在活塞密封和活塞桿密封中都可以使用，具有雙向密封能力。安裝時(shí)，PTFE擋圈通常放置在兩側(cè)，將O形密封環(huán)保護(hù)在中間。
●性能優(yōu)勢：優(yōu)異的抗擠出能力： 堅(jiān)固的PTFE擋圈能有效應(yīng)對極高的壓力沖擊和持續(xù)高壓。
○低摩擦與耐磨： PTFE與金屬表面的摩擦極小，減少了啟動(dòng)阻力，延長了密封件和缸體的壽命。
○結(jié)構(gòu)緊湊： 在提供高強(qiáng)度密封的同時(shí)，所需的安裝溝槽空間相對較小。
●適用場景： 特別適用于重載液壓缸、工程機(jī)械等承受高沖擊壓力和需要長壽命的往復(fù)運(yùn)動(dòng)場合。
二、斯特封
斯特封可以看作是格萊圈的一種變體，但它是一種單向密封，通常專用于活塞桿密封。
●結(jié)構(gòu)核心特點(diǎn)：階梯型PTFE密封環(huán) + O形圈： 斯特封由一個(gè)低摩擦的、具有階梯型截面的PTFE主密封環(huán)和一個(gè)橡膠O形圈組成。O形圈為PTFE環(huán)提供持續(xù)的徑向彈力，并實(shí)現(xiàn)初始密封。
○不對稱設(shè)計(jì)： 其結(jié)構(gòu)是非對稱的。PTFE密封環(huán)的唇口設(shè)計(jì)朝向系統(tǒng)介質(zhì)一側(cè)，在壓力作用下，唇口會緊貼活塞桿和密封溝槽，形成壓力激活的緊密密封，壓力越高，密封效果越好。
●性能優(yōu)勢：極低的摩擦和無爬行現(xiàn)象： 由于其主密封面是PTFE，摩擦系數(shù)極低，能實(shí)現(xiàn)非常平穩(wěn)的低速運(yùn)動(dòng)，無“粘-滑”現(xiàn)象。
○出色的密封性： 階梯式唇口結(jié)構(gòu)在壓力下能產(chǎn)生極佳的密封效果，泄漏量極小。
○單側(cè)防塵： 其結(jié)構(gòu)本身在一定程度上能起到刮除活塞桿上灰塵的作用。
●適用場景： 廣泛應(yīng)用于對低摩擦和低速穩(wěn)定性要求極高的場合，如注塑機(jī)、機(jī)床、航空航天作動(dòng)筒等。
三、雷姆封
雷姆封是一種功能更為全面的高壓組合密封，它通常將密封、導(dǎo)向和防塵功能集成于一體。
●結(jié)構(gòu)核心特點(diǎn)：多功能集成設(shè)計(jì)： 一個(gè)典型的雷姆封由一個(gè)彈性密封體、兩個(gè)抗擠出擋圈和一個(gè)集成式防塵圈組成。所有元件通過機(jī)械組合或硫化粘結(jié)在一起，形成一個(gè)整體單元。
○多唇口與導(dǎo)向帶： 其密封體上可能有多個(gè)密封唇口，以實(shí)現(xiàn)更有效的密封。同時(shí)，它集成了由PTFE或類似材料制成的導(dǎo)向帶，可以承受活塞與缸筒之間的側(cè)向載荷，防止金屬接觸。
●性能優(yōu)勢：功能高度集成： 一個(gè)部件同時(shí)解決了密封、抗擠出、導(dǎo)向和防塵問題，簡化了溝槽設(shè)計(jì)和安裝流程。
○極高的可靠性： 整體式設(shè)計(jì)避免了小零件在安裝中丟失或錯(cuò)位的風(fēng)險(xiǎn)，結(jié)構(gòu)非常堅(jiān)固。
○優(yōu)異的綜合性能： 能夠應(yīng)對極端高壓、重載和存在側(cè)向力的復(fù)雜工況。
●適用場景： 主要應(yīng)用于工作環(huán)境惡劣、對可靠性要求極高的大型液壓設(shè)備，如重型挖掘機(jī)、盾構(gòu)機(jī)、冶金設(shè)備等。
總結(jié)對比
密封類型 核心結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 密封方向 主要優(yōu)勢
格萊圈 O形圈 + 兩側(cè)PTFE擋圈，對稱設(shè)計(jì) 雙向 抗擠出能力強(qiáng)，通用性高，結(jié)構(gòu)緊湊
斯特封 O形圈 + 階梯型PTFE主密封環(huán)，不對稱設(shè)計(jì) 單向 摩擦系數(shù)極低，密封性好，低速平穩(wěn)
雷姆封 彈性體 + 擋圈 + 導(dǎo)向帶 + 防塵圈，集成設(shè)計(jì) 通常單向 功能集成，可靠性高，抗側(cè)向力
綜上所述，格萊圈、斯特封和雷姆封代表了三種不同設(shè)計(jì)哲學(xué)的高壓組合密封。在選擇時(shí)，工程師需要綜合考慮系統(tǒng)的壓力等級、運(yùn)動(dòng)特性、空間限制及功能需求。理解它們各自的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，是確保液壓系統(tǒng)獲得最佳密封性能與最長使用壽命的關(guān)鍵一步。
