Nguồn gốc tên gọi và lịch sử sản xuất của Stepseal và Glyd Ring

Lời nói đầu

Niêm phong động lực là một phần thiết yếu của xi-lanh thủy lực. Hiện nay, các xi-lanh thủy lực chịu áp lực cao và làm việc nặng chủ yếu sử dụng Glyd Ring và Stepseal. Đây từng là các sản phẩm cốt lõi của công ty Busak+Shamban (gọi tắt là Busak+Shamban). Nhiều doanh nghiệp trong nước hiện cũng sản xuất hai loại gioăng này.

Vào những năm 1990, Công ty Thủy lực Thượng Hải Sanxin cũ từng là đại lý của Busak+Shamban. Chúng tôi phụ trách dịch vụ kỹ thuật và bán hàng tại khu vực Đông Trung Quốc. Trong giai đoạn này, chúng tôi đã biên soạn tài liệu hướng dẫn và tài liệu quảng bá bằng tiếng Trung. Đồng thời, chúng tôi cũng đăng ký nhãn hiệu cho các sản phẩm của họ và tổ chức các bài thuyết trình kỹ thuật.

Chúng tôi đã thăm trụ sở chính của công ty tại Đức, cũng như các chi nhánh tại Hoa Kỳ và Nhật Bản. Chúng tôi đã tham quan các phòng thí nghiệm và xưởng sản xuất của họ. Năm 1996, trong chuyến thăm chi nhánh tại Hoa Kỳ, tôi đã gặp các kỹ sư từng phát triển ban đầu vòng đệm Glyd Ring và Stepseal. Chúng tôi thảo luận về các vấn đề kỹ thuật và tôi học được rất nhiều điều.

Về mặt lịch sử, phần lớn các gioăng đều được đặt tên theo hình dạng của chúng. Ví dụ, có các loại gioăng O-ring, Y-ring và U-ring. Tuy nhiên, Glyd Ring và Stepseal là những ngoại lệ. Bài viết này cung cấp cái nhìn tổng quan toàn diện về hai loại gioăng này.

1. Cấu trúc và nguyên lý

Hai loại gioăng này gồm một thân đàn hồi và một vòng đệm kín. Thân đàn hồi sử dụng gioăng cao su nitrile tiêu chuẩn dạng O-ring. Ngoài ra, nó cũng có thể sử dụng gioăng X-ring hoặc gioăng hình chữ nhật. Vòng đệm kín được làm từ fluoroplastic có độ bền cao (được gia cố). Tên thương mại đã đăng ký của vật liệu này là Turcon. Vòng đệm được gia công từ phôi ống đã được nung kết.

Vòng đệm Glyd Ring đã trải qua quá trình cải tiến liên tục từ năm 1971 đến năm 1992 và đã phát triển lên thế hệ thứ ba. Bộ phớt Stepseal cũng được cải tiến theo thời gian. Sau loại Stepseal kiểu K, loại Stepseal kiểu 2K được giới thiệu vào năm 2004.

Turcon là một vật liệu làm kín xuất sắc. Việc sử dụng trong nhiều thập kỷ đã chứng minh khả năng làm kín và chống mài mòn tuyệt vời của nó. Vật liệu này dựa trên PTFE (Polytetrafluoroethylene), được gia cố bằng đồng thau, molypden disunfua, graphit hoặc sợi carbon. Điều này khiến nó có độ chống mài mòn cực cao. Turcon vẫn giữ được độ cứng vững ngay cả trong điều kiện khắc nghiệt, đồng thời kháng lại hầu hết các loại hóa chất. Độ hút nước của nó thấp hơn 0,01%. Ngoài ra, vật liệu này còn có hệ số ma sát thấp; hệ số ma sát tĩnh và động rất gần nhau, nhờ đó ngăn ngừa hiện tượng "trượt giật" (stick-slip) trong các xi-lanh thủy lực.

Miếng đệm kín kết hợp vòng đệm đàn hồi O-ring với vòng đệm kín Turcon. Vòng O-ring hoạt động như một miếng đệm tĩnh và đồng thời tạo áp lực hướng tâm lên vòng đệm kín. Nhờ đó, vòng đệm kín có thể thực hiện hiệu quả chức năng của mình. Vòng đệm Turcon đảm nhiệm việc kín động. Sự kết hợp này tận dụng tối đa những ưu điểm nổi bật của cả hai thành phần.

Vòng đệm Glyd Ring được sử dụng để làm kín giữa lòng xilanh và pít-tông. Đây là loại đệm kín hai chiều tác động. Stepseal được sử dụng cho cần pít-tông; đây là loại đệm kín một chiều tác động, được thiết kế với hình dạng bậc nhằm cải thiện hiệu quả làm kín. Khi hai miếng Stepseal được lắp nối tiếp nhau, chúng có thể đạt được trạng thái "không rò rỉ".

2. Tên gọi và tiêu chuẩn

Sau khi các loại đệm kín này trở nên chín muồi và được sử dụng rộng rãi, công ty Shamban đã dẫn đầu trong việc xây dựng các tiêu chuẩn Đức và tiêu chuẩn quốc tế. Vào đầu những năm 90, Ủy ban Tiêu chuẩn hóa Thủy lực và Khí nén của Trung Quốc đã đưa các loại đệm kín này vào kế hoạch tiêu chuẩn hóa của mình. Viện Nghiên cứu Máy móc Kỹ thuật Thiên Tân đã soạn thảo tiêu chuẩn này, tương đương với tiêu chuẩn quốc tế.

Dự thảo đã được phê duyệt vào năm 1994. Việc triển khai bắt đầu vào tháng 4 năm 1995. Tiêu chuẩn này có tên là GB/T 15242.1-94 trong tiếng Anh, tiêu chuẩn có tên là Thủy lực – Các phớt thanh truyền động và phớt pít-tông dùng cho ứng dụng chuyển động tịnh tiến của các phớt đồng trục – Kích thước và dung sai .

"Glyd Ring" và "Stepseal" là các tên thương mại đã được đăng ký. Đôi khi, dựa trên cách sử dụng, chúng được gọi đơn giản là "phớt pít-tông kết hợp" hoặc "phớt thanh truyền động kết hợp".

Tên tiếng Anh "Glyd Ring" ban đầu hàm ý kiểu vòng trượt. "Stepseal" hàm ý kiểu bậc thang. Người ta cho rằng các tên tiếng Trung (Ge-lai và Si-te) được dịch theo cách phiên âm bởi các đại lý Hồng Kông sử dụng phát âm tiếng Quảng Đông. Từ đó, những tên gọi này trở thành tên thông dụng mà chúng ta sử dụng ngày nay. Chúng khác biệt đáng kể so với tên chính thức trong tiêu chuẩn sản phẩm.

3. Lịch sử sản xuất

Năm 1952, công ty Mỹ W.S. Shamban bắt đầu phát triển các vật liệu làm kín PTFE cho ngành hàng không vũ trụ. Họ đăng ký tên thương hiệu Turcon. Công ty này là người tiên phong phát triển và cấp bằng sáng chế cho các sản phẩm Stepseal và Glyd Ring. Ngày nay, những tên gọi này được biết đến rộng rãi bởi mọi kỹ sư thiết kế xi-lanh thủy lực.

Năm 1992, công ty Đức Busak mua lại W.S. Shamban. Để duy trì cả hai thương hiệu, họ đặt tên cho công ty mới là Busak+Shamban (B+S). Công ty này trở thành nhà cung cấp đa quốc gia các sản phẩm gioăng làm kín và thiết bị gối đỡ chất lượng cao.

B+S sở hữu 11 phòng thí nghiệm phát triển vật liệu và 17 trung tâm thiết kế trên toàn cầu. Họ có 6 trung tâm nghiên cứu và phát triển (R&D) cùng 80 nhà máy. B+S là nhà dẫn đầu trong các ngành hàng không vũ trụ, máy móc xây dựng, luyện kim và hàng hải.

Busak+Shamban đã hợp tác chặt chẽ với các khách hàng Trung Quốc trong nhiều năm. Sau khi Trung Quốc gia nhập WTO, công ty tăng cường đầu tư vào thị trường này. Từ năm 2000, họ đã mở văn phòng tại Vũ Hán, Thượng Hải, Đại Liên, Quảng Châu, Tây An và Thành Đô, nhằm cung cấp các giải pháp làm kín tiên tiến trên toàn lãnh thổ Trung Quốc.

Năm 2003, Busak+Shamban trở thành một phần của Trelleborg AB, một công ty niêm yết tại Thụy Điển. Tháng 4 năm 2004, công ty chính thức đổi tên thành Trelleborg Sealing Solutions.

4. Kết luận

Hầu hết các công ty trong ngành thủy lực và khí nén của Trung Quốc đều có quy mô nhỏ hoặc vừa. Nhiều công ty trong số này do gia đình làm chủ. Họ thường thiếu vốn, năng lực kỹ thuật và quản lý hiện đại. Các công ty này cạnh tranh khốc liệt ở phân khúc thị trường thấp cấp. Sản phẩm của họ quá giống nhau. Khi thị trường trầm lắng, họ lao vào chiến tranh giá. Sản phẩm rẻ hơn đồng nghĩa với lợi nhuận thấp hơn. Điều này khiến việc thâm nhập vào phân khúc thị trường cao cấp trở nên rất khó khăn.

Ông Hạ Bá Sâm, Chủ tịch Hiệp hội, cho rằng con đường duy nhất để thoát ra là tái cơ cấu. Dù thông qua liên minh hay sáp nhập, việc tái tổ chức là điều cần thiết. Các sản phẩm truyền động chất lỏng (thủy lực, khí nén, gioăng phớt) là những linh kiện cơ bản. Chúng đòi hỏi quy mô sản xuất lớn và đa dạng chủng loại. Một công ty nhỏ đơn lẻ không thể thành công một mình.

Các tập đoàn công nghiệp lớn như Bosch Rexroth, Parker, Eaton và Moog đã chứng minh điều này. Đây là những tập đoàn quy mô lớn với nhiều nhà máy chuyên biệt. Ngành công nghiệp này đòi hỏi vốn và công nghệ cao. Quy mô sản xuất lớn là yếu tố then chốt để đạt được lợi nhuận. Do đó, các vụ sáp nhập và cơ cấu lại là điều tất yếu.

Kể từ năm 2009, nhu cầu trong ngành đã gia tăng. Bộ Công nghiệp và Công nghệ Thông tin đã xây dựng một kế hoạch nhằm nâng cao năng lực sản xuất các linh kiện cơ bản. Các vấn đề chính bao gồm thiếu đổi mới và mức đầu tư cho nghiên cứu & phát triển (R&D) còn thấp. Cơ cấu sản phẩm chưa hợp lý.

Đất nước cần đẩy nhanh tiến trình phát triển các ngành công nghiệp nền tảng. Chúng ta phải giải quyết tình trạng ngành thiết bị sản xuất "lớn nhưng không mạnh". Chúng ta phải chấm dứt sự phụ thuộc vào các nước ngoài đối với các linh kiện then chốt. Ngành công nghiệp cần thực hiện nghiêm túc "Kế hoạch điều chỉnh và hồi sinh ngành chế tạo thiết bị". Chúng ta cần tháo gỡ điểm nghẽn do phụ thuộc vào các sản phẩm cao cấp nhập khẩu. Với các quan điểm mới của Chính phủ về sáp nhập được ban hành năm 2010, ngành công nghiệp có thể đón nhận những cơ hội phát triển mới.