
在高压液压与气动系统中,高压组合密封因其卓越的抗挤出性能和低摩擦特性而成为首选。然而,面对不同的工况,如压力等级、运动速度、介质类型等,选择合适的结构形式至关重要。本文将深入对比三种最常见的高压组合密封——格莱圈、斯特封和雷姆封的结构特点,为您在选型时提供清晰的参考。
一、格莱圈
格莱圈是一种非常经典且应用广泛的高压组合密封,由两个独立元件组成:一个由聚氨酯或尼龙等材料制成的O形弹性密封环和一个由填充聚四氟乙烯制成的矩形截面挡圈。
●结构核心特点:双元件组合: 其结构清晰地体现了“组合”的理念。PTFE挡圈主要负责承受高压,防止主密封环被挤入间隙,同时因其摩擦系数低,也起到了减摩作用。
○对称设计: 格莱圈的截面是对称的,这使得它在活塞密封和活塞杆密封中都可以使用,具有双向密封能力。安装时,PTFE挡圈通常放置在两侧,将O形密封环保护在中间。
●性能优势:优异的抗挤出能力: 坚固的PTFE挡圈能有效应对极高的压力冲击和持续高压。
○低摩擦与耐磨: PTFE与金属表面的摩擦极小,减少了启动阻力,延长了密封件和缸体的寿命。
○结构紧凑: 在提供高强度密封的同时,所需的安装沟槽空间相对较小。
●适用场景: 特别适用于重载液压缸、工程机械等承受高冲击压力和需要长寿命的往复运动场合。
二、斯特封
斯特封可以看作是格莱圈的一种变体,但它是一种单向密封,通常专用于活塞杆密封。
●结构核心特点:阶梯型PTFE密封环 + O形圈: 斯特封由一个低摩擦的、具有阶梯型截面的PTFE主密封环和一个橡胶O形圈组成。O形圈为PTFE环提供持续的径向弹力,并实现初始密封。
○不对称设计: 其结构是非对称的。PTFE密封环的唇口设计朝向系统介质一侧,在压力作用下,唇口会紧贴活塞杆和密封沟槽,形成压力激活的紧密密封,压力越高,密封效果越好。
●性能优势:极低的摩擦和无爬行现象: 由于其主密封面是PTFE,摩擦系数极低,能实现非常平稳的低速运动,无“粘-滑”现象。
○出色的密封性: 阶梯式唇口结构在压力下能产生极佳的密封效果,泄漏量极小。
○单侧防尘: 其结构本身在一定程度上能起到刮除活塞杆上灰尘的作用。
●适用场景: 广泛应用于对低摩擦和低速稳定性要求极高的场合,如注塑机、机床、航空航天作动筒等。
三、雷姆封
雷姆封是一种功能更为全面的高压组合密封,它通常将密封、导向和防尘功能集成于一体。
●结构核心特点:多功能集成设计: 一个典型的雷姆封由一个弹性密封体、两个抗挤出挡圈和一个集成式防尘圈组成。所有元件通过机械组合或硫化粘结在一起,形成一个整体单元。
○多唇口与导向带: 其密封体上可能有多个密封唇口,以实现更有效的密封。同时,它集成了由PTFE或类似材料制成的导向带,可以承受活塞与缸筒之间的侧向载荷,防止金属接触。
●性能优势:功能高度集成: 一个部件同时解决了密封、抗挤出、导向和防尘问题,简化了沟槽设计和安装流程。
○极高的可靠性: 整体式设计避免了小零件在安装中丢失或错位的风险,结构非常坚固。
○优异的综合性能: 能够应对极端高压、重载和存在侧向力的复杂工况。
●适用场景: 主要应用于工作环境恶劣、对可靠性要求极高的大型液压设备,如重型挖掘机、盾构机、冶金设备等。
总结对比
密封类型 核心结构特点 密封方向 主要优势
格莱圈 O形圈 + 两侧PTFE挡圈,对称设计 双向 抗挤出能力强,通用性高,结构紧凑
斯特封 O形圈 + 阶梯型PTFE主密封环,不对称设计 单向 摩擦系数极低,密封性好,低速平稳
雷姆封 弹性体 + 挡圈 + 导向带 + 防尘圈,集成设计 通常单向 功能集成,可靠性高,抗侧向力
综上所述,格莱圈、斯特封和雷姆封代表了三种不同设计哲学的高压组合密封。在选择时,工程师需要综合考虑系统的压力等级、运动特性、空间限制及功能需求。理解它们各自的结构特点,是确保液压系统获得最佳密封性能与最长使用寿命的关键一步。
