当密封圈失去弹性或被活塞杆磨损时，液压缸开始漏油：压力下降，产线停止，而维修就归结为寻找合适型面的密封件。标准橡胶密封圈往往手头没有所需尺寸，而且它在动态部件中的使用寿命很短。聚氨酯密封圈制造同时解决了这两个问题：浇注聚氨酯保持密封的时间比橡胶长数倍，并可按图纸浇注成任意型面。下面我将说明聚氨酯密封圈为什么优于橡胶和PTFE密封圈、如何选择硬度、采用何种工艺制造，以及在工厂下单需要什么。
为什么聚氨酯密封圈比橡胶密封圈更耐用
聚氨酯兼具耐磨性和高抗拉强度，因此用它制成的密封圈在运动部件中保持密封性的时间比橡胶更长，并在压力下更能抵抗被挤入间隙。这是液压领域转向聚氨酯密封件的主要原因。
密封圈的工作面持续摩擦活塞杆或缸壁，而正是磨损决定了使用寿命。按DIN 53516标准，浇注聚氨酯的磨耗为38-39 mm³，而最常见的密封材料NBR橡胶则高达80-150 mm³。在其他条件相同的情况下，聚氨酯唇口的磨损要慢数倍。第二个因素是抗拉强度：聚氨酯为39-87 MPa，而NBR橡胶为10-25 MPa。更高的强度意味着密封圈的唇口不会撕裂，也不会在脉动压力下被挤入活塞杆与导向之间的间隙。
聚氨酯在耐油和耐液压油方面也达到耐油橡胶的水平，但在耐磨性上大大超越它。-60至+100 °C的工作范围覆盖大多数工业液压系统，从严寒中的机械到加热的部件。
另一个优势是唇口的抗撕裂性。密封圈的密封唇口始终在极限状态下工作，在每次行程中包裹活塞杆。抗拉强度低的橡胶会迅速在这一区域产生撕裂口，即使主体完好，密封圈也开始出现细流泄漏。聚氨酯凭借其更高的强度，能使唇口保持完好的时间长得多，因此密封件是逐渐且可预测地失效，而不是突然泄漏。对于突然的密封失效意味着紧急停机的液压系统而言，这种寿命的可预测性往往比耐磨数值本身更重要。
密封圈材料的数据对比
对于密封件，三个参数同时重要：耐磨性、抗拉强度和耐介质性。下面汇总了最常用于制造密封圈和油封的材料的参考特性。
| 材料 | 磨耗（DIN 53516），mm³ | 工作温度，°C | 硬度 | 抗拉强度，MPa | 耐油性 |
|---|---|---|---|---|---|
| 聚氨酯（TIMOL） | 38-39 | -60…100 | 85A-95A | 39-87 | 优异 |
| NBR橡胶 | 80-150 | -30…100 | 40A - 90A | 10-25 | 良好 |
| 硅橡胶 | 150-350 | -60…230 | 20A - 80A | 5-12 | 中等 |
| PTFE | 200-500 | -200…260 | 50D - 65D | 15-35 | 优异 |
这些数据说明了聚氨酯为何在动密封中占主导地位。硅橡胶能承受宽广的温度范围，但其150-350 mm³的磨耗和仅5-12 MPa的强度使其不适合承载的动密封圈，它是用于静态耐热垫片的材料。PTFE化学惰性，可工作至+260 °C，但其200-500 mm³的磨耗和在载荷下的蠕变限制了它在摩擦部件中的使用寿命。NBR橡胶便宜且耐油，但在耐磨性上比聚氨酯差3至4倍，强度上差一半。聚氨酯恰恰为压力下的动密封提供了最佳平衡。
对于活塞杆和活塞密封圈，不要为了柔软而降低硬度。过软的唇口在压力下会被挤入活塞杆与导向之间的间隙并迅速损坏。对于动密封，应选取较高的硬度值，这能直接延长使用寿命。软质牌号应留给低压的静态接触密封。
自由浇注制造密封圈的工艺
聚氨酯密封圈采用自由浇注工艺浇注，该工艺不需要昂贵的压力模具，因此即使是单件维修产品在经济上也是合理的。当需要为具体部件制作非标准型面的密封圈时，这是一大关键优势。
工艺从为所需密封圈型面准备模具开始：安装直径、高度、密封唇口的形状。将指定硬度的聚氨酯浇入模具并聚合，之后如有需要将产品加工至精确尺寸。由于自由浇注可以复制复杂几何形状，工厂不仅制造密封圈，还制造用于轴密封的油封以及用于液压和气动的阻尼环。该材料不会在配合面上留下痕迹，也不吸附杂物，因此部件能保持清洁更久。有关制造服务的更多信息，请阅读服务栏目。
浇注阶段的硬度选择至关重要。同一种聚氨酯在不同硬度下表现得如同不同的材料：软唇口贴合更好但保压更差，硬唇口则相反。因此工艺师会根据具体的密封条件设定硬度。
自由浇注的另一个优势在于可以制作修理尺寸。当活塞杆或缸体已经为维修而重新磨削、标准密封圈在直径上不匹配时，模具会按配合件的实际尺寸准备。这挽救了磨损的部件，否则就会因目录中缺少合适尺寸的密封件而不得不报废。对于已停产的老旧或稀有设备，按实际尺寸制造密封圈往往是让机器重新投入工作的唯一途径。
聚氨酯密封圈的应用场合及如何订购
聚氨酯密封圈、油封和密封环用于液压和气动装置、压力机、液压泵、缸体活塞杆以及带旋转轴的部件中。它们的任务是密封连接、防止工作介质外泄、保护部件免受外部灰尘和潮气的侵入，同时确保运动部件的自由行程。
获得精确密封圈最方便的方法是从旧密封件和配合件上测量尺寸：活塞杆或活塞的直径、沟槽的安装直径、其宽度和深度，并记录唇口的型面。如果旧密封圈还保存完好，只需将其作为样品交付，工厂便可复制几何形状而无需单独图纸。当密封件频繁损坏时，值得同时检查部件的间隙：有时原因不在密封圈材料，而在于磨损的导向增大了间隙并引发唇口挤出。
要为您的部件订购密封圈制造，请向工厂提供密封件图纸或旧密封圈样品，连同工作条件：介质类型、温度、运动性质和所需硬度。工艺师会根据这些数据选择聚氨酯牌号，生产将采用自由浇注工艺复制型面。密封件的现有标准规格请查看目录，如需针对非标准型面进行计算，请通过联系页面联系TIMOL工厂。