ที่มาของชื่อและประวัติการผลิตของ Stepseal และ Glyd Ring

บทนำ

การปิดผนึกแบบไดนามิกเป็นส่วนสำคัญหนึ่งของกระบอกสูบไฮดรอลิก ปัจจุบัน กระบอกสูบไฮดรอลิกแบบแรงดันสูงและใช้งานหนักส่วนใหญ่ใช้ Glyd Ring และ Stepseal ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์หลักของบริษัท Busak+Shamban (เรียกย่อว่า Busak+Shamban) ขณะนี้ หลายบริษัทในประเทศก็ผลิตซีลทั้งสองประเภทนี้เช่นกัน

ในช่วงทศวรรษ 1990 บริษัทเซี่ยงไฮ้ซานซินไฮดรอลิก จำกัด (ในอดีต) ทำหน้าที่เป็นตัวแทนจำหน่ายให้กับ Busak+Shamban โดยเราเป็นผู้รับผิดชอบด้านบริการทางเทคนิคและการขายในภูมิภาคตะวันออกของจีน ระหว่างช่วงเวลานั้น เราได้จัดทำคู่มือภาษาจีนและเอกสารประชาสัมพันธ์ขึ้นเอง รวมทั้งจดทะเบียนเครื่องหมายการค้าสำหรับผลิตภัณฑ์ของพวกเขา และจัดการนำเสนอข้อมูลเชิงเทคนิค

เราได้ไปเยี่ยมสำนักงานใหญ่ของบริษัทในประเทศเยอรมนี รวมทั้งสำนักงานสาขาในสหรัฐอเมริกาและญี่ปุ่น เราได้เข้าชมห้องปฏิบัติการและโรงงานผลิตของพวกเขา ปี ค.ศ. 1996 ระหว่างการเยือนสำนักงานสาขาในสหรัฐอเมริกา ฉันได้พบกับวิศวกรผู้ซึ่งเป็นผู้พัฒนา Glyd Ring และ Stepseal ขึ้นมาเป็นครั้งแรก เราได้อภิปรายประเด็นทางเทคนิคต่าง ๆ และฉันได้เรียนรู้สิ่งใหม่ ๆ มากมาย

โดยทั่วไปแล้ว ซีลส่วนใหญ่มักได้รับการตั้งชื่อตามรูปร่างของมัน เช่น มี O-ring, Y-ring และ U-ring อย่างไรก็ตาม Glyd Ring และ Stepseal ถือเป็นข้อยกเว้นบทความนี้จะให้ภาพรวมอย่างครอบคลุมเกี่ยวกับซีลทั้งสองชนิดนี้

1. โครงสร้างและหลักการทำงาน

ซีลทั้งสองชนิดนี้ประกอบด้วยองค์ประกอบยืดหยุ่นและแหวนซีล องค์ประกอบยืดหยุ่นใช้ O-ring ยางไนไตรล์มาตรฐาน หรืออาจใช้ X-ring หรือแหวนสี่เหลี่ยมผืนผ้าแทนได้ ส่วนแหวนซีลทำจากฟลูออโรพลาสติกที่เติมสารเสริม ชื่อการค้าจดทะเบียนคือ Turcon ซึ่งผลิตขึ้นจากการกลึงวัตถุดิบแบบท่อที่ผ่านกระบวนการเผาอัด (sintered tubular blank)

แหวนไกลด์ (Glyd Ring) ได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่องตั้งแต่ปี ค.ศ. 1971 ถึง ค.ศ. 1992 และพัฒนาจนกลายเป็นรุ่นที่สาม ในขณะเดียวกัน ซีลแบบสเต็ปซีล (Stepseal) ก็ได้รับการปรับปรุงเช่นกัน หลังจากซีลแบบ K-type Stepseal แล้ว ซีลแบบ 2K-type ได้รับการแนะนำในปี ค.ศ. 2004

เทอร์คอน (Turcon) เป็นวัสดุสำหรับทำซีลที่ยอดเยี่ยม ประสบการณ์การใช้งานมานานหลายทศวรรษได้พิสูจน์ให้เห็นถึงประสิทธิภาพอันโดดเด่นในการปิดผนึกและการต้านทานการสึกหรอ วัสดุนี้ผลิตจาก PTFE (โพลีเตตราฟลูออโรเอทิลีน) ซึ่งเสริมด้วยบรอนซ์ โมลิบดีนัมไดซัลไฟด์ กราไฟต์ หรือเส้นใยคาร์บอน ทำให้มีความต้านทานการสึกหรอสูงมาก แม้ในสภาวะที่รุนแรง วัสดุนี้ยังคงรักษาความแข็งแกร่งไว้ได้ดี และทนต่อสารเคมีเกือบทุกชนิด ค่าการดูดซึมน้ำต่ำกว่า 0.01% นอกจากนี้ยังมีสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำ โดยสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานแบบสถิตและแบบจลน์มีค่าใกล้เคียงกันมาก ซึ่งช่วยป้องกันปรากฏการณ์ "การเคลื่อนที่แบบกระตุก" (stick-slip) หรือที่เรียกว่า "crawling" ภายในกระบอกสูบไฮดรอลิก

ซีลนี้รวมเอาโอ-ริงแบบยืดหยุ่นเข้ากับแหวนซีลแบบเทอร์คอนไว้ด้วยกัน โอ-ริงทำหน้าที่เป็นซีลแบบคงที่ และยังสร้างแรงดันในแนวรัศมีต่อแหวนซีลอีกด้วย ซึ่งช่วยให้แหวนซีลสามารถทำหน้าที่ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ขณะที่แหวนเทอร์คอนทำหน้าที่เป็นซีลแบบเคลื่อนไหว การจัดรวมกันนี้จึงใช้จุดแข็งที่ดีที่สุดของแต่ละส่วนอย่างเหมาะสม

ไกลิดริง (Glyd Ring) ใช้สำหรับการซีลระหว่างผนังกระบอกสูบกับลูกสูบ โดยเป็นซีลแบบสองทิศทาง สเตปซีล (Stepseal) ใช้สำหรับก้านลูกสูบ เป็นซีลแบบทิศทางเดียว ออกแบบให้มีรูปร่างเป็นขั้นบันไดเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการซีล เมื่อนำสเตปซีลสองตัวมาติดตั้งแบบต่อเนื่องกัน จะสามารถบรรลุภาวะ "ไม่มีการรั่วไหลเลย" ได้

2. ชื่อเรียกและมาตรฐาน

หลังจากซีลเหล่านี้พัฒนาจนมีความสมบูรณ์และถูกนำไปใช้อย่างแพร่หลายแล้ว บริษัทชัมบัน (Shamban) จึงนำการจัดทำมาตรฐานของเยอรมนีและมาตรฐานสากล ต่อมาในช่วงต้นทศวรรษ 1990 คณะกรรมการมาตรฐานไฮดรอลิกและนิวเมติกของจีนได้บรรจุซีลเหล่านี้ไว้ในแผนงานของตน สถาบันวิจัยเครื่องจักรกลวิศวกรรมเทียนจิน (Tianjin Engineering Machinery Research Institute) เป็นผู้ร่างมาตรฐานฉบับนี้ ซึ่งมีความเทียบเท่ากับมาตรฐานสากล

ร่างมาตรฐานนี้ได้รับการอนุมัติในปี ค.ศ. 1994 และเริ่มดำเนินการใช้งานจริงในเดือนเมษายน ค.ศ. 1995 มาตรฐานนี้มีชื่อว่า GB/T 15242.1-94 ในภาษาอังกฤษมีชื่อว่า พลังงานไฮดรอลิก—ซีลสำหรับก้านและลูกสูบของกระบอกสูบแบบไสลด์กลับไปกลับมา สำหรับซีลแบบโคแอกเซียล — ขนาดและค่าความคลาดเคลื่อนที่ยอมรับได้ .

"Glyd Ring" และ "Stepseal" เป็นชื่อทางการค้าที่จดทะเบียนแล้ว บางครั้งตามการใช้งานจริง จึงเรียกอย่างง่ายๆ ว่า "ซีลรวมสำหรับลูกสูบ" หรือ "ซีลรวมสำหรับก้าน"

ชื่อภาษาอังกฤษว่า "Glyd Ring" เดิมหมายถึงรูปแบบแหวนเลื่อน ส่วน "Stepseal" หมายถึงรูปแบบขั้นบันได กล่าวกันว่าชื่อภาษาจีน (เก๋อ-ไล่ และ สือ-เท่อ) นั้นแปลโดยตัวแทนจากฮ่องกงโดยใช้การออกเสียงแบบกวางตุ้ง จนกลายเป็นชื่อที่นิยมใช้กันทั่วไปในปัจจุบัน ซึ่งแตกต่างอย่างมากจากชื่ออย่างเป็นทางการตามมาตรฐานผลิตภัณฑ์

3. ประวัติการผลิต

ในปี ค.ศ. 1952 บริษัทอเมริกัน W.S. Shamban เริ่มพัฒนาวัสดุซีลแบบ PTFE สำหรับอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ โดยจดทะเบียนชื่อผลิตภัณฑ์ว่า Turcon และเป็นผู้บุกเบิกนวัตกรรมซีลแบบ Stepseal และ Glyd Ring ที่ได้รับสิทธิบัตร ปัจจุบัน ชื่อเหล่านี้เป็นที่รู้จักอย่างแพร่หลายในหมู่ผู้ออกแบบกระบอกสูบไฮดรอลิกทั่วโลก

ในปี ค.ศ. 1992 บริษัทเยอรมัน Busak ได้เข้าซื้อกิจการ W.S. Shamban โดยเพื่อรักษาความแข็งแกร่งของทั้งสองแบรนด์ จึงตั้งชื่อบริษัทร่วมใหม่เป็น Busak+Shamban (B+S) ซึ่งเติบโตขึ้นเป็นผู้จัดจำหน่ายซีลและชิ้นส่วนแบริ่งคุณภาพสูงระดับนานาชาติ

B+S มีห้องปฏิบัติการพัฒนาวัสดุ 11 แห่ง และศูนย์ออกแบบ 17 แห่งทั่วโลก รวมทั้งมีศูนย์วิจัยและพัฒนา (R&D) 6 แห่ง และโรงงานผลิต 80 แห่ง โดยเป็นผู้นำในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ เครื่องจักรกลสำหรับงานก่อสร้าง โลหการ และการเดินเรือ

Busak+Shamban ได้ร่วมมืออย่างใกล้ชิดกับลูกค้าในประเทศจีนมานานหลายปี หลังจากจีนเข้าร่วมเป็นสมาชิกองค์การการค้าโลก (WTO) บริษัทฯ ได้เพิ่มการลงทุนอย่างต่อเนื่อง และตั้งแต่ปี ค.ศ. 2000 เป็นต้นมา ได้เปิดสำนักงานในเมืองอู่ฮั่น เซี่ยงไฮ้ ต้าเหลียน กวางโจว ซีอาน และเฉิงตู เพื่อให้บริการโซลูชันด้านซีลขั้นสูงครอบคลุมทั่วประเทศจีน

ในปี ค.ศ. 2003 บริษัท บูซัก + ชัมบัน ได้เข้าเป็นส่วนหนึ่งของบริษัท เทรลเล์เบิร์ก เอ.บี (Trelleborg AB) ซึ่งเป็นบริษัทจดทะเบียนในประเทศสวีเดน และในเดือนเมษายน ค.ศ. 2004 บริษัทได้เปลี่ยนชื่ออย่างเป็นทางการเป็น เทรลเล์เบิร์ก ซีลลิ่ง โซลูชันส์ (Trelleborg Sealing Solutions)

4. สรุป

บริษัทส่วนใหญ่ในอุตสาหกรรมไฮดรอลิกและนิวแมติกของจีนเป็นบริษัทขนาดเล็กหรือขนาดกลาง โดยส่วนใหญ่เป็นธุรกิจครอบครัว ซึ่งมักขาดทั้งเงินทุน ศักยภาพด้านเทคโนโลยี และระบบการจัดการที่ทันสมัย บริษัทเหล่านี้แข่งขันกันเพื่อแย่งชิงตลาดระดับล่าง ผลิตภัณฑ์ของพวกเขามีความคล้ายคลึงกันมากเกินไป เมื่อภาวะตลาดชะลอตัว พวกเขาก็จะแข่งขันกันด้วยราคา ผลิตภัณฑ์ที่ถูกลงหมายถึงกำไรที่ลดลง ซึ่งทำให้ยากต่อการเข้าสู่ตลาดระดับสูง

เช่า ป้าเซิน ประธานสมาคม มองว่าวิธีเดียวที่จะหลุดพ้นจากสถานการณ์นี้คือการปรับโครงสร้างองค์กร ไม่ว่าจะผ่านการรวมตัวหรือการควบรวมกิจการ การปรับโครงสร้างจึงเป็นสิ่งจำเป็น ผลิตภัณฑ์พลังงานของไหล (ไฮดรอลิก นิวแมติก และซีล) เป็นส่วนประกอบพื้นฐานที่ต้องอาศัยการผลิตในปริมาณมากและมีความหลากหลายกว้างขวาง บริษัทขนาดเล็กเพียงแห่งเดียวจึงไม่สามารถประสบความสำเร็จได้ด้วยตนเอง

บริษัทยักษ์ใหญ่ในอุตสาหกรรม เช่น Bosch Rexroth, Parker, Eaton และ Moog ได้พิสูจน์ข้อนี้แล้ว บริษัทเหล่านี้เป็นกลุ่มบริษัทขนาดใหญ่ที่มีโรงงานเฉพาะทางจำนวนมาก อุตสาหกรรมนี้เป็นอุตสาหกรรมที่ใช้ทุนและเทคโนโลยีสูง คุณจำเป็นต้องมีขนาดการผลิตที่ใหญ่พอจึงจะสามารถทำกำไรได้ ดังนั้น การควบรวมกิจการและการปรับโครงสร้างจึงหลีกเลี่ยงไม่ได้

ตั้งแต่ปี 2009 ความต้องการในอุตสาหกรรมนี้ได้เพิ่มสูงขึ้น กระทรวงอุตสาหกรรมและเทคโนโลยีสารสนเทศได้จัดทำแผนงานเพื่อแก้ไขปัญหาชิ้นส่วนพื้นฐาน ประเด็นหลักที่พบคือ ขาดนวัตกรรมและมีการลงทุนด้านการวิจัยและพัฒนา (R&D) ต่ำ โครงสร้างผลิตภัณฑ์ไม่สมเหตุสมผล

ประเทศจำเป็นต้องเร่งพัฒนาอุตสาหกรรมพื้นฐาน เราต้องแก้ไขปัญหาที่อุตสาหกรรมเครื่องจักรกลยังคงมีลักษณะ "ใหญ่แต่ไม่แข็งแกร่ง" เราต้องยุติการพึ่งพาประเทศต่างชาติสำหรับชิ้นส่วนสำคัญ อุตสาหกรรมจำเป็นต้องดำเนินการตาม "แผนการปรับโครงสร้างและฟื้นฟูอุตสาหกรรมการผลิตเครื่องจักรกล" เราจำเป็นต้องแก้ไขจุดติดขัด (choke point) ที่เกิดจากการพึ่งพาผลิตภัณฑ์ระดับสูงที่นำเข้าจากต่างประเทศ ด้วยนโยบายรัฐบาลฉบับใหม่เกี่ยวกับการควบรวมกิจการที่ประกาศในปี 2010 อุตสาหกรรมนี้อาจได้รับโอกาสในการพัฒนาใหม่