活塞（sāi）密封件是液壓缸性能（néng）的關鍵。該密封件位於活塞外徑的溝槽中，必須抵抗高壓液壓流體，且不阻礙活塞沿著液壓缸運動。由於大部分液壓缸（gāng）都（dōu）是（shì）雙向運（yùn）動，因此密封件必須（xū）能夠承受任意一側的壓力。活塞密封件的（de）設計要求工程師在摩擦和密封性能之間做好平衡。如果過多流體（tǐ）從液壓缸高壓側向低壓側泄漏，那麽密封件性能會有所降低。另一方麵，缸壁上過多的摩擦（cā）會導致磨損加劇並縮短運行壽命。活塞密封件的完全失效，即內（nèi）泄，會引起明（míng）顯的運行和安全隱患，比如使得建築或（huò）材料處理設（shè）備失去對負載的控製。
如果油缸的基本參數不夠嚴格的話，活塞密（mì）封件也將麵臨巨大的（de）材料工程挑戰。高（gāo）溫高壓下（xià），液壓流體對密封材料的要求嚴苛，也可能使油缸其他部件在運行中發生膨（péng）脹和收縮。
PTFE材（cái）料能滿足（zú）這些（xiē）要求。它擁（yōng）有的眾多特性都適合於這種功能（néng），包括（kuò）優異的低動、靜摩擦特（tè）性以（yǐ）及（jí）良好的化學耐受性。然而，PTFE密封件也有其局限性。特別是PTFE密封件有限的彈性使其很難實現無損安裝。在安裝前，需要用（yòng）特殊的擴張套拉伸PTFE密封件，然後必須將其校準（zhǔn）回正（zhèng）確的直徑（jìng）。對於設備製造商和維護團隊而言，該過程需要更長的時間（jiān）和更多的成本。此外，PTFE的（de）可塑性意味著（zhe）這種材料在持續的扭轉載荷下很（hěn）難再（zài）恢複其原來的形狀，局限了其密（mì）封性能。
斯凱孚活塞密封件適用於廣（guǎng）泛的液（yè）壓應用
為了克服（fú）PTFE密封件（jiàn）的缺點，SKF的工程師團隊嚐試根據公司成熟的ECOPUR聚（jù）氨酯材料開發可以替代其的密封技術。
製造能夠匹配PTFE密封件良好性能的聚（jù）氨酯密封件遠非紙上談兵，斯凱孚流體密封件戰略產品線研發主任Wolfgang Swete解釋道，“活塞和缸桶之間的間隙意味著您需（xū）要一種（zhǒng）抗擠出性能足夠好的材料以在所有運行條件下保持其（qí）形狀。”
斯凱孚測（cè）試由其之前（qián）Z硬的Ecopur聚氨酯製造出的原型密封件，發現（xiàn）其不能達成目標。但是斯凱孚知難（nán）而上，利用自（zì）己在材料（liào）開（kāi）發和製造能力上的優（yōu）勢生產出了（le）一種特殊等級的Ecopur材料，專門適用於活塞密封件。這種新材料-X-EcopurPS–是目前斯凱（kǎi）孚製造出的硬度Z高的聚氨酯。
為測試新材料的耐用性，斯凱（kǎi）孚進行了一（yī）係（xì）列（liè）靜態抗擠出試驗，將材料樣本安裝在500bar壓力下的固定裝置中（zhōng），擠出間隙根據密封尺寸調整為0.15mm到0.7mm。然後在（zài）60℃至100℃的溫度下，讓樣本在固定裝置（zhì）中保持兩周的時間，並在測試結束時測量（liàng）樣本的永久變形情況。“在整個測試過程中，X-Ecopur PS的表現遠遠超出（chū）其他商用材料，”Swete說道。
有了適當的（de）材（cái）料後（hòu），斯凱孚團隊開始設計合（hé）理的密封截麵。這（zhè）是斯凱孚工程（chéng）師（shī）們熟悉的領域，他們通過已經相當成熟的產（chǎn）品開發流程，結合大量用有限元技巧實現的計算機仿真，利用CNC設備快速開發出產品原型，然後在定製的（de）靜態和動態測試設備上進行物（wù）理測試。
通過反複的研發及測試過（guò）程，公司獲得Z終成果，聚氨酯滑動環的外表麵上有一個淺（qiǎn）淺的“M”形的兩（liǎng）個（gè）優化後的密封唇口。“與平麵（miàn）密封件相比，帶明顯密封點的密（mì）封件外形（xíng）提供更有效的密封力，在改進密封性能的同（tóng）時，減少由密封件（jiàn）產生的摩擦阻力（lì），”Swete說（shuō）道。“將（jiāng）應力集中在兩（liǎng）個密封麵上而不是一側，意味著密封件在使用中不會傾（qīng）斜，而傾斜會引發（fā）提（tí）前失效。”
對新（xīn）一代密封件設計的進一步精調與密封件的彈性體相關。它是一種較軟的橡膠部件，位於溝槽內聚氨酯滑環的下方，將滑環推向液壓缸內壁（bì）。在輕載密（mì）封件上（shàng），彈性（xìng）體就是一個（gè）簡單的（de）O形圈，而中至重（chóng）載設計中則采用特殊形狀的丁腈橡膠彈性體。
在斯凱孚的新設計中（zhōng），滑環側麵加入了油槽，用以確保壓力快速施加於彈性體上。這種設計使得密封件可以根據壓力方向的快速改變而切（qiē）換位置，減少內泄以及液（yè）壓（yā）缸功能喪失（shī）的可能性。側邊的油槽還能降低（dī）滑環與彈性體之間困（kùn）壓的情（qíng）況發生，這種（zhǒng）情況也會（huì）導致液壓缸功能的損失。
為驗（yàn）證設計，原型密封件經曆了進（jìn）一（yī）步的苛刻（kè）測試，包括將400mm行程的測試缸在高達250bar壓（yā）力和80℃溫（wēn）度下進行（háng）超過200km的運（yùn）行。試驗過程中會測量摩擦（cā）和泄漏情況，並在試驗完成後測量並檢查該密封件，以查看擠出和表麵磨損（sǔn）情況。“我們的測試（shì）顯（xiǎn）示，與其他商用（yòng）密封件相比（bǐ），新一代密封件擁有更好（hǎo）的性能。”Swete說道。“實際上，我們用於對（duì）比（bǐ）的某（mǒu）些標準密封件在測試結束之前就失效了。”
斯凱孚目前已開發出全係列的創新（xīn）活塞密封件，適用於廣泛的液壓應用。帶O形圈彈性體（tǐ）的輕載LPV係（xì）列適用於室內、固定應（yīng）用的製造機械。該係列（liè）密封件適用於Z高（gāo）250bar的壓力，速度（dù）Z高0.5m/s，溫度範圍（wéi）在-20至100℃之間。中至重載MPV係列（liè）適用於（yú）要求更高的應（yīng）用（yòng），諸如（rú）農業和工程機械等移動設備。MPV密封件（jiàn）適用於公製溝槽，適用於Z高400bar的壓力，速度Z高1m/s，溫（wēn）度範圍（wéi）在-20至110℃之間（jiān）。第（dì）三種密封件係列的（de）型（xíng）號（hào）為DPV，與MPV係列提供相同的工況參（cān）數，適用於英製溝槽。
“令（lìng）我滿意的不僅僅是能夠創造出從任何其他聚氨酯產品（pǐn）中脫穎而出（chū）的活塞密封件，”Swete總結道。“而且它的性能（néng）至（zhì）少與（yǔ）優秀的（de）PTFE密封件不相上（shàng）下，還具備快速和簡單安裝等附加優勢（shì），為（wéi）OEM和維護人員帶來益處。”
