弹性往复密封件的质量控制及研究

姜向敏+张付英

摘要： 通过弹性往复密封件的工作性能及工作场景分析，抽取和总结了弹性往复密封件的用户需求列表。基于QFD技术，确定了密封件的设计、零部件特性、生产工艺、生产过程中影响密封件质量特性的关键因素。针对辨识出的关键质量因素，制定了弹性往复密封件质量改进的措施和控制方案，为提高密封件的性能和质量水平提供有效的质量控制依据。

Abstract: By analyzing the sealing performance and working environment, the custemer requirement lists of the elastic reciprocating seals were extracted. Based on the QFD technology, the key factors affecting the quality characteristics of seal part during the processes of seal design, seal parts features, seal production and machining were identified. According to the identified key factors, the quility improving measures and control programme for elastic reciprocating seals were formulated, which provided valid quality control guides for improving the quility and performance level of seal parts.

关键词： 质量功能展开；弹性往复密封件；质量控制

Key words: Quality Function Deployment (QFD)；the elastic reciprocating seals；quality control

中图分类号： TB42 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）23-0023-03

0引言

弹性往复密封件是用于相对往复运动接合面间的密封类型，主要由橡塑材料制成。为了减小密封尺寸和能量损失，获得可靠的密封寿命，密封在材料特性、截面形状、摩擦表面质量、润滑条件、精度、可靠性和寿命等方面，从最初的U、V填料密封发展成当今的弹性密封和复合密封[1]。随着现代机械装备的发展，要求不断改进和完善现有密封件的质量和加工工艺，实现密封件的一致性、均匀性、可重现性和可预报性，最大程度地满足用户需求[2]。目前国内密封件开发存在着设计能力不足，高质量密封件模具制造水平有限，检测设备落后，质量控制集中在“事后把关”等问题，产品质量难以保证。因此，发展弹性往复密封的设计技术，改进密封的生产过程，利用有效的质量控制工具对密封件的质量实施“主动控制”，是实现密封件的一致性、均匀性等质量需求的重要途径。

质量功能展开[3，4]（QFD，Quality Function Deployment）是一种客户对产品需求，经过多层次的演绎分析，最终转化为产品设计要求，零部件特性，工艺要求，生产要求的质量规划、分析、评估的工具，用来指导产品改进和质量保证。QFD 代表了从制造过程质量控制到产品开发质量控制的转变，是实现产品质量主动控制的有效工具。本文基于QFD技术，提出弹性往复密封件的质量改进措施和控制方案，提高密封件的性能和质量水平。

1基于QFD的弹性往复密封件质量控制框架

构建的基于QFD的弹性往复密封件质量控制框架如图1所示，该框架由弹性往复密封的用户需求分析、关键质量控制参数识别和质量控制方案设计三部分组成。

用户需求分析部分，通过市场调研，获取弹性密封件的相关资料和数据，分析和抽取弹性往复密封件的用户需求列表并进行重要度计算；弹性往复密封关键质量控制参数识别部分，基于QFD的四个质量屋的瀑布式分解抽取出影响密封件质量的关键参数；弹性往复密封件的质量控制方案部分则是根据QFD技术辨识出的关键质量参数，设计其质量控制方案。

2弹性往复密封件的质量控制过程

2.1 弹性往复密封的用户需求分析弹性往复密封件可广泛应用于液压机械、气动装置等复杂环境条件下，针对不同工作场景分析并应用KJ分类法，将弹性往复密封的用户需求归纳和总结为如表1所示。

应用层次分析法[5，6]对表1中的弹性往复密封件的10个质量特性需求进行两两对比分析，计算出其相对重要度值。即：

｛摩擦阻力，易维护，维修频率低，耐磨耐蚀，泄漏小，适用于恶劣环境，易拆装，表面光整，寿命长，成本低｝={0.1415，0.0265，0.0628，0.1196，0.2560，0.0912，0.0202，0.0504，0.1953，0.0365}。

2.2 弹性往复的关键质量特性辨识弹性往复密封件的关键质量特性识别是基于QFD四个瀑布式分解的质量屋。产品规划质量屋将顾客需求转化为弹性往复密封的技术特性，从用户和技术的角度对密封件重要质量特性进行评估分析，并与行业中具有代表性的同类产品进行技术特性和产品市场竞争力对比。建立的弹性往复密封件产品规划质量屋如图2所示，关系矩阵中用1，3，5，7，9分别表示用户需求和技术特性需求两者之间相关程度。

由弹性往复密封件产品规划质量屋分析结果可知，密封件的技术特性需求按重要程度依次为：密封件形状，油膜厚度，密封件粗糙度小，材料回弹性，封件预压缩量，材料抗疲劳强度，密封沟槽结构，耐腐蚀性，密封材料硬度。

弹性往复密封件的零件规划质量屋将产品规划质量屋获得的主要技术需求转换成密封的关键零部件特性。采用与产品规划质量屋类似的方法，构建出密封件关键零件特性质量屋如图3所示。

弹性往复密封件零件特性质量屋分析结果表明，密封件的关键零部件特性按重要程度依次为：橡胶材料配方设计，模具尺寸精度，模具结构设计，胶坯，沟槽径向尺寸，活塞杆外径尺寸，模具型腔粗糙度，沟槽圆角半径，腔体尺寸精度，腔体粗糙度，活塞杆粗糙度。

弹性往复密封件的工艺规划质量屋将关键零件特性需求转换为关键的制造工艺特性要求。对影响密件性能的5个关键零部件，分别分析其关键制造工艺要求，根据各个主要零部件加工工艺要求建立的工艺规划质量屋如图4所示。由弹性往复密封件工艺规划质量屋分析结果可知，密封件的各个主要零部件主要工艺步骤（关键工序）及相对重要程度为：①模具：定位、精铣、定位孔、磨削；②活塞杆、沟槽：定位、基准面加工、半精车、精车外圆、圆角加

工、珩磨；③腔体：基准面加工、半精镗、精镗、滚压；④胶料：塑炼、半成品胶坯制备；⑤胶坯：硫化、修整[7]。

弹性往复密封件质量控制规划质量屋将弹性往复密封的关键工艺特性要求转换成关键质量控制参数。根据密封件的关键工艺的技术要求建立了弹性往复密封件质量控制规划如表2所示。

3弹性往复密封件的质量控制方案

弹性往复密封件的质量控制方案就是对弹性往复密封件的设计过程和关键工序过程[8]、质量检测点、检测人员、检测样本容量、检测方法和质量控制方法等几个方面进行策划。基于QFD的四个质量屋，设计了弹性往复密封件的质量控制方案如图5所示。

4结论

弹性往复密封件的设计和制造工艺复杂，其产品的一致性和均匀性决定了与之配套的主机设备的性能。为了提高密封件的质量，本文基于QFD技术，从密封件的设计和加工制造过程中主动控制影响密封件质量需求特性的关键因素，形成弹性往复密封件的质量控制方案。应用质量控制方案对密封件的生产工艺过程各个环节进行有针对性地、合理地控制，从而提高密封件产品的质量、降低生产成本、减少生产周期，提高密封产品的市场竞争力。

参考文献：

[1]张付英,刘卉,张林静.液压往复密封理论、技术与应用的进展研究[J].润滑与密封，2007,32(3):198-201.

[2]彭兵,肖风亮,李翔宇.橡胶密封制品[M].北京:化学工业出版社,2009.

[3]Lai-Kow Chan,Ming-LuWu.A systematic approach to quality function deployment with a full illustrative example[J].Omega 2005

(33) :119-139.

[4]邵家骏.质量功能展开[M].北京:机械工业出版社，2004.

[5]吴剑琳.在质量功能展开中应用层次分析法和理想点法进行定量化计算和排序[J].系统工程与电子技术，1999,21(10):41-44.

[6]李伟刚,汪海,张永明,谢忠伟.基于质量功能展开的关键件、重要件定量识别方法[J].机械工程师，2009(7):38-39.

[7]刘印文,刘振华,刘涌.橡胶密封制品实用加工技术[M].北京:化学工业出版社,2002.

[8]杨秀丽,王旭,刘素娟.橡胶油封唇口的质量控制[J].橡胶工业，2003,50(3):170-172.

endprint

摘要： 通过弹性往复密封件的工作性能及工作场景分析，抽取和总结了弹性往复密封件的用户需求列表。基于QFD技术，确定了密封件的设计、零部件特性、生产工艺、生产过程中影响密封件质量特性的关键因素。针对辨识出的关键质量因素，制定了弹性往复密封件质量改进的措施和控制方案，为提高密封件的性能和质量水平提供有效的质量控制依据。

Abstract: By analyzing the sealing performance and working environment, the custemer requirement lists of the elastic reciprocating seals were extracted. Based on the QFD technology, the key factors affecting the quality characteristics of seal part during the processes of seal design, seal parts features, seal production and machining were identified. According to the identified key factors, the quility improving measures and control programme for elastic reciprocating seals were formulated, which provided valid quality control guides for improving the quility and performance level of seal parts.

关键词： 质量功能展开；弹性往复密封件；质量控制

Key words: Quality Function Deployment (QFD)；the elastic reciprocating seals；quality control

中图分类号： TB42 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）23-0023-03

0引言

弹性往复密封件是用于相对往复运动接合面间的密封类型，主要由橡塑材料制成。为了减小密封尺寸和能量损失，获得可靠的密封寿命，密封在材料特性、截面形状、摩擦表面质量、润滑条件、精度、可靠性和寿命等方面，从最初的U、V填料密封发展成当今的弹性密封和复合密封[1]。随着现代机械装备的发展，要求不断改进和完善现有密封件的质量和加工工艺，实现密封件的一致性、均匀性、可重现性和可预报性，最大程度地满足用户需求[2]。目前国内密封件开发存在着设计能力不足，高质量密封件模具制造水平有限，检测设备落后，质量控制集中在“事后把关”等问题，产品质量难以保证。因此，发展弹性往复密封的设计技术，改进密封的生产过程，利用有效的质量控制工具对密封件的质量实施“主动控制”，是实现密封件的一致性、均匀性等质量需求的重要途径。

质量功能展开[3，4]（QFD，Quality Function Deployment）是一种客户对产品需求，经过多层次的演绎分析，最终转化为产品设计要求，零部件特性，工艺要求，生产要求的质量规划、分析、评估的工具，用来指导产品改进和质量保证。QFD 代表了从制造过程质量控制到产品开发质量控制的转变，是实现产品质量主动控制的有效工具。本文基于QFD技术，提出弹性往复密封件的质量改进措施和控制方案，提高密封件的性能和质量水平。

1基于QFD的弹性往复密封件质量控制框架

构建的基于QFD的弹性往复密封件质量控制框架如图1所示，该框架由弹性往复密封的用户需求分析、关键质量控制参数识别和质量控制方案设计三部分组成。

用户需求分析部分，通过市场调研，获取弹性密封件的相关资料和数据，分析和抽取弹性往复密封件的用户需求列表并进行重要度计算；弹性往复密封关键质量控制参数识别部分，基于QFD的四个质量屋的瀑布式分解抽取出影响密封件质量的关键参数；弹性往复密封件的质量控制方案部分则是根据QFD技术辨识出的关键质量参数，设计其质量控制方案。

2弹性往复密封件的质量控制过程

2.1 弹性往复密封的用户需求分析弹性往复密封件可广泛应用于液压机械、气动装置等复杂环境条件下，针对不同工作场景分析并应用KJ分类法，将弹性往复密封的用户需求归纳和总结为如表1所示。

应用层次分析法[5，6]对表1中的弹性往复密封件的10个质量特性需求进行两两对比分析，计算出其相对重要度值。即：

｛摩擦阻力，易维护，维修频率低，耐磨耐蚀，泄漏小，适用于恶劣环境，易拆装，表面光整，寿命长，成本低｝={0.1415，0.0265，0.0628，0.1196，0.2560，0.0912，0.0202，0.0504，0.1953，0.0365}。

2.2 弹性往复的关键质量特性辨识弹性往复密封件的关键质量特性识别是基于QFD四个瀑布式分解的质量屋。产品规划质量屋将顾客需求转化为弹性往复密封的技术特性，从用户和技术的角度对密封件重要质量特性进行评估分析，并与行业中具有代表性的同类产品进行技术特性和产品市场竞争力对比。建立的弹性往复密封件产品规划质量屋如图2所示，关系矩阵中用1，3，5，7，9分别表示用户需求和技术特性需求两者之间相关程度。

由弹性往复密封件产品规划质量屋分析结果可知，密封件的技术特性需求按重要程度依次为：密封件形状，油膜厚度，密封件粗糙度小，材料回弹性，封件预压缩量，材料抗疲劳强度，密封沟槽结构，耐腐蚀性，密封材料硬度。

弹性往复密封件的零件规划质量屋将产品规划质量屋获得的主要技术需求转换成密封的关键零部件特性。采用与产品规划质量屋类似的方法，构建出密封件关键零件特性质量屋如图3所示。

弹性往复密封件零件特性质量屋分析结果表明，密封件的关键零部件特性按重要程度依次为：橡胶材料配方设计，模具尺寸精度，模具结构设计，胶坯，沟槽径向尺寸，活塞杆外径尺寸，模具型腔粗糙度，沟槽圆角半径，腔体尺寸精度，腔体粗糙度，活塞杆粗糙度。

弹性往复密封件的工艺规划质量屋将关键零件特性需求转换为关键的制造工艺特性要求。对影响密件性能的5个关键零部件，分别分析其关键制造工艺要求，根据各个主要零部件加工工艺要求建立的工艺规划质量屋如图4所示。由弹性往复密封件工艺规划质量屋分析结果可知，密封件的各个主要零部件主要工艺步骤（关键工序）及相对重要程度为：①模具：定位、精铣、定位孔、磨削；②活塞杆、沟槽：定位、基准面加工、半精车、精车外圆、圆角加

工、珩磨；③腔体：基准面加工、半精镗、精镗、滚压；④胶料：塑炼、半成品胶坯制备；⑤胶坯：硫化、修整[7]。

弹性往复密封件质量控制规划质量屋将弹性往复密封的关键工艺特性要求转换成关键质量控制参数。根据密封件的关键工艺的技术要求建立了弹性往复密封件质量控制规划如表2所示。

3弹性往复密封件的质量控制方案

弹性往复密封件的质量控制方案就是对弹性往复密封件的设计过程和关键工序过程[8]、质量检测点、检测人员、检测样本容量、检测方法和质量控制方法等几个方面进行策划。基于QFD的四个质量屋，设计了弹性往复密封件的质量控制方案如图5所示。

4结论

弹性往复密封件的设计和制造工艺复杂，其产品的一致性和均匀性决定了与之配套的主机设备的性能。为了提高密封件的质量，本文基于QFD技术，从密封件的设计和加工制造过程中主动控制影响密封件质量需求特性的关键因素，形成弹性往复密封件的质量控制方案。应用质量控制方案对密封件的生产工艺过程各个环节进行有针对性地、合理地控制，从而提高密封件产品的质量、降低生产成本、减少生产周期，提高密封产品的市场竞争力。

参考文献：

[1]张付英,刘卉,张林静.液压往复密封理论、技术与应用的进展研究[J].润滑与密封，2007,32(3):198-201.

[2]彭兵,肖风亮,李翔宇.橡胶密封制品[M].北京:化学工业出版社,2009.

[3]Lai-Kow Chan,Ming-LuWu.A systematic approach to quality function deployment with a full illustrative example[J].Omega 2005

(33) :119-139.

[4]邵家骏.质量功能展开[M].北京:机械工业出版社，2004.

[5]吴剑琳.在质量功能展开中应用层次分析法和理想点法进行定量化计算和排序[J].系统工程与电子技术，1999,21(10):41-44.

[6]李伟刚,汪海,张永明,谢忠伟.基于质量功能展开的关键件、重要件定量识别方法[J].机械工程师，2009(7):38-39.

[7]刘印文,刘振华,刘涌.橡胶密封制品实用加工技术[M].北京:化学工业出版社,2002.

[8]杨秀丽,王旭,刘素娟.橡胶油封唇口的质量控制[J].橡胶工业，2003,50(3):170-172.

endprint

摘要： 通过弹性往复密封件的工作性能及工作场景分析，抽取和总结了弹性往复密封件的用户需求列表。基于QFD技术，确定了密封件的设计、零部件特性、生产工艺、生产过程中影响密封件质量特性的关键因素。针对辨识出的关键质量因素，制定了弹性往复密封件质量改进的措施和控制方案，为提高密封件的性能和质量水平提供有效的质量控制依据。

Abstract: By analyzing the sealing performance and working environment, the custemer requirement lists of the elastic reciprocating seals were extracted. Based on the QFD technology, the key factors affecting the quality characteristics of seal part during the processes of seal design, seal parts features, seal production and machining were identified. According to the identified key factors, the quility improving measures and control programme for elastic reciprocating seals were formulated, which provided valid quality control guides for improving the quility and performance level of seal parts.

关键词： 质量功能展开；弹性往复密封件；质量控制

Key words: Quality Function Deployment (QFD)；the elastic reciprocating seals；quality control

中图分类号： TB42 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）23-0023-03

0引言

弹性往复密封件是用于相对往复运动接合面间的密封类型，主要由橡塑材料制成。为了减小密封尺寸和能量损失，获得可靠的密封寿命，密封在材料特性、截面形状、摩擦表面质量、润滑条件、精度、可靠性和寿命等方面，从最初的U、V填料密封发展成当今的弹性密封和复合密封[1]。随着现代机械装备的发展，要求不断改进和完善现有密封件的质量和加工工艺，实现密封件的一致性、均匀性、可重现性和可预报性，最大程度地满足用户需求[2]。目前国内密封件开发存在着设计能力不足，高质量密封件模具制造水平有限，检测设备落后，质量控制集中在“事后把关”等问题，产品质量难以保证。因此，发展弹性往复密封的设计技术，改进密封的生产过程，利用有效的质量控制工具对密封件的质量实施“主动控制”，是实现密封件的一致性、均匀性等质量需求的重要途径。

质量功能展开[3，4]（QFD，Quality Function Deployment）是一种客户对产品需求，经过多层次的演绎分析，最终转化为产品设计要求，零部件特性，工艺要求，生产要求的质量规划、分析、评估的工具，用来指导产品改进和质量保证。QFD 代表了从制造过程质量控制到产品开发质量控制的转变，是实现产品质量主动控制的有效工具。本文基于QFD技术，提出弹性往复密封件的质量改进措施和控制方案，提高密封件的性能和质量水平。

1基于QFD的弹性往复密封件质量控制框架

构建的基于QFD的弹性往复密封件质量控制框架如图1所示，该框架由弹性往复密封的用户需求分析、关键质量控制参数识别和质量控制方案设计三部分组成。

用户需求分析部分，通过市场调研，获取弹性密封件的相关资料和数据，分析和抽取弹性往复密封件的用户需求列表并进行重要度计算；弹性往复密封关键质量控制参数识别部分，基于QFD的四个质量屋的瀑布式分解抽取出影响密封件质量的关键参数；弹性往复密封件的质量控制方案部分则是根据QFD技术辨识出的关键质量参数，设计其质量控制方案。

2弹性往复密封件的质量控制过程

2.1 弹性往复密封的用户需求分析弹性往复密封件可广泛应用于液压机械、气动装置等复杂环境条件下，针对不同工作场景分析并应用KJ分类法，将弹性往复密封的用户需求归纳和总结为如表1所示。

应用层次分析法[5，6]对表1中的弹性往复密封件的10个质量特性需求进行两两对比分析，计算出其相对重要度值。即：

｛摩擦阻力，易维护，维修频率低，耐磨耐蚀，泄漏小，适用于恶劣环境，易拆装，表面光整，寿命长，成本低｝={0.1415，0.0265，0.0628，0.1196，0.2560，0.0912，0.0202，0.0504，0.1953，0.0365}。

2.2 弹性往复的关键质量特性辨识弹性往复密封件的关键质量特性识别是基于QFD四个瀑布式分解的质量屋。产品规划质量屋将顾客需求转化为弹性往复密封的技术特性，从用户和技术的角度对密封件重要质量特性进行评估分析，并与行业中具有代表性的同类产品进行技术特性和产品市场竞争力对比。建立的弹性往复密封件产品规划质量屋如图2所示，关系矩阵中用1，3，5，7，9分别表示用户需求和技术特性需求两者之间相关程度。

由弹性往复密封件产品规划质量屋分析结果可知，密封件的技术特性需求按重要程度依次为：密封件形状，油膜厚度，密封件粗糙度小，材料回弹性，封件预压缩量，材料抗疲劳强度，密封沟槽结构，耐腐蚀性，密封材料硬度。

弹性往复密封件的零件规划质量屋将产品规划质量屋获得的主要技术需求转换成密封的关键零部件特性。采用与产品规划质量屋类似的方法，构建出密封件关键零件特性质量屋如图3所示。

弹性往复密封件零件特性质量屋分析结果表明，密封件的关键零部件特性按重要程度依次为：橡胶材料配方设计，模具尺寸精度，模具结构设计，胶坯，沟槽径向尺寸，活塞杆外径尺寸，模具型腔粗糙度，沟槽圆角半径，腔体尺寸精度，腔体粗糙度，活塞杆粗糙度。

弹性往复密封件的工艺规划质量屋将关键零件特性需求转换为关键的制造工艺特性要求。对影响密件性能的5个关键零部件，分别分析其关键制造工艺要求，根据各个主要零部件加工工艺要求建立的工艺规划质量屋如图4所示。由弹性往复密封件工艺规划质量屋分析结果可知，密封件的各个主要零部件主要工艺步骤（关键工序）及相对重要程度为：①模具：定位、精铣、定位孔、磨削；②活塞杆、沟槽：定位、基准面加工、半精车、精车外圆、圆角加

工、珩磨；③腔体：基准面加工、半精镗、精镗、滚压；④胶料：塑炼、半成品胶坯制备；⑤胶坯：硫化、修整[7]。

弹性往复密封件质量控制规划质量屋将弹性往复密封的关键工艺特性要求转换成关键质量控制参数。根据密封件的关键工艺的技术要求建立了弹性往复密封件质量控制规划如表2所示。

3弹性往复密封件的质量控制方案

弹性往复密封件的质量控制方案就是对弹性往复密封件的设计过程和关键工序过程[8]、质量检测点、检测人员、检测样本容量、检测方法和质量控制方法等几个方面进行策划。基于QFD的四个质量屋，设计了弹性往复密封件的质量控制方案如图5所示。

4结论

弹性往复密封件的设计和制造工艺复杂，其产品的一致性和均匀性决定了与之配套的主机设备的性能。为了提高密封件的质量，本文基于QFD技术，从密封件的设计和加工制造过程中主动控制影响密封件质量需求特性的关键因素，形成弹性往复密封件的质量控制方案。应用质量控制方案对密封件的生产工艺过程各个环节进行有针对性地、合理地控制，从而提高密封件产品的质量、降低生产成本、减少生产周期，提高密封产品的市场竞争力。

参考文献：

[1]张付英,刘卉,张林静.液压往复密封理论、技术与应用的进展研究[J].润滑与密封，2007,32(3):198-201.

[2]彭兵,肖风亮,李翔宇.橡胶密封制品[M].北京:化学工业出版社,2009.

[3]Lai-Kow Chan,Ming-LuWu.A systematic approach to quality function deployment with a full illustrative example[J].Omega 2005

(33) :119-139.

[4]邵家骏.质量功能展开[M].北京:机械工业出版社，2004.

[5]吴剑琳.在质量功能展开中应用层次分析法和理想点法进行定量化计算和排序[J].系统工程与电子技术，1999,21(10):41-44.

[6]李伟刚,汪海,张永明,谢忠伟.基于质量功能展开的关键件、重要件定量识别方法[J].机械工程师，2009(7):38-39.

[7]刘印文,刘振华,刘涌.橡胶密封制品实用加工技术[M].北京:化学工业出版社,2002.

[8]杨秀丽,王旭,刘素娟.橡胶油封唇口的质量控制[J].橡胶工业，2003,50(3):170-172.

endprint