我国第一台万吨水压机
1961年12月，江南造船厂成功地建成国内第一台12000吨水压机，为中国重型机械工业填补了一项空白。
新中国成立之初，由于经济建设发展迅速，电力、冶金、重型机械和国防工业都需要大型锻件，当时国内只有几台中小型水压机，根本无法锻造大型锻件，所需的大型锻件只得依赖进口。1958年5月，在中共八届二中全会上，第一机械工业部副部长沈鸿给中共中央主席毛泽东写了一封信，建议利用上海的技术力量，自力更生，设计制造自己的万吨水压机，彻底改变大型锻件依赖进口的局面。沈鸿的建议得到毛泽东的支持，并将这封信批给当时的总书记邓小平，很快就把建造万吨水压机的任务下达到上海。中共上海市委明确表示：要厂有厂，要人有人，要材料有材料，一定要把万吨水压机搞出来！经过中央有关部门的研究，决定由沈鸿任总设计师、林宗棠任副总设计师，组成设计班子。万吨水压机安装在上海闵行重型机器厂内，由江南造船厂承担建造任务。
建造万吨水压机在一无资料、二无经验、三无设备的情况下，总设计师沈鸿和副总设计师林宗棠带着设计人员，跑遍全国有中小型锻造水压机的工厂，认真考察和了解设备的结构原理及性能。用纸片、木板、竹竿、铁皮、胶泥、沙土等材料做成各种各样的模型，进行反复比较，广泛听取意见，最后确定设计方案。全体设计人员尊重科学，尊重实践，决定先将万吨水压机缩小成1/10，造1台1200吨水压机，让它投入生产，进行模拟试验。在1200吨水压机的制造过程中，由于没有锻造大型铸钢件的设备，因此决定采用“钢板整体焊接结构”，将“上横梁、活动横梁、下横梁”3座横梁用多块钢板焊接成一个整体。但整体焊接究竟能承受多少压力，谁也说不清楚，为了确保安全，先造一台120吨水压机作试验。不久，一台120吨水压机制造成功，经过实际考验，压力增加到430吨，横梁完好无损，于是当即决定12000吨水压机3座横梁采用整体焊接的方案。这是一次工艺改革，不仅使横梁总重量从原来的1150吨减轻到570吨，同时使机械加工和装配工作量也减少了一半以上，为国家节约了大量资金。
1959年2月，江南造船厂成立万吨水压机工作大队，从而拉开了打一场加工制造硬仗的序幕。万吨水压机有两大特点，一是大和重；机身高33.65米，机上有13个特大件，即3座横梁、4根立柱和6只工作缸。3座横梁的重量是100～300吨，像一座小山，最重的下横梁是用100多块钢板拼焊成的；4根立柱各长18米，直径1米，重80吨，就连立柱上的螺丝帽一个就有五六吨重。二是精密：要求加工的零件具有高精度，否则就安装不起来。要完成万吨水压机的建造任务，还得闯过“金、木、水、火、电”5个大关。“金”是金属切削；“木”是大摆楞木阵，闯过起重运输关；“水”是水压试验关；“火”是热处理关；“电”是特大件电渣焊接关。
首先要过的是“电”关。万吨水压机的3座横梁、4根立住和6只工作缸都是采用铸钢件焊接来代替整段结构，焊缝厚度一般为80～300毫米，最厚的达600毫米。如果将全部焊缝折成100毫米厚，它的长度可延伸3公里以上；如果用一般的手工焊，一个电焊工要足足干30年才能焊完。电焊的重担落在工人工程师唐应斌肩上。技术员宋大有在一本杂志上看到国外有一种“电渣焊”的新技术，能焊很厚的工件，于是提议试一试。电渣焊研究室很快成立了，唐应斌等的试验从1200吨水压机的大件开始，失败一次接连一次，几次出现漏渣险象，几次奋不顾身地堵漏，化险为夷，经过一段时间的模索，全面掌握了这门电渣焊的新技术，经鉴定，万吨水压机的焊缝质量完全符合技术要求，焊缝性能如同原材料一样好，焊接变形也控制在设计要求之内。
接着攻克“木”关。万吨水压机的肢体重，100吨上下的零件12个，50吨左右的零件20余个，最大的部件为300吨。万吨水压机的工地设在上海重型机器厂金加工车间，厂房的屋顶刚刚盖好，里面只有一台8吨的履带式起重机和一些小型千斤顶，靠这几件工具设备是不可能把大部件运进车间的。起重组长魏茂利受到大船下水用滑板涂上牛油把几千吨重的船体稳稳推下黄浦江的启示，建议用同样方法，铺下了长长的木滑板，木滑板涂了一层厚厚的牛油，就这样把一只只上百吨重的零件慢慢地拖进了加工车间。
工件进车间的难题解决了，而重达300吨的下横梁要翻身，没有能吊300吨重的大吊车，横梁翻身成了难题。魏茂利想出一个办法，做两只6米高的翻身架，在下横梁两侧的中心部位各焊上一根轴，装上钢丝绳，用四五十只千斤顶，将下横梁一毫米一毫米地往上顶高至6米高处的翻身架上，然后轻轻地一拉钢丝绳，300吨重的庞然大物就可自如地转动起来。这一办法被工人们称为“蚂蚁顶泰山”、“银丝转昆仑”。
水压机的3座横梁焊接后，必须放进炉子里进行热处理，这样焊接处就不会断裂。一座长10米、宽8米、高4米的横梁要热处理，必须有相应的炉子，上海重型机器厂的领导和工人们经过努力，砌成一只长14米、宽11米、高7米的特大型炉子。横梁热处理工序是：炉内温度烧到900℃，经保温后，再让工件逐渐冷却，但这样做降温太慢，于是工人们打破在100℃左右拆炉门的常规，当炉内温度还在400℃就开始拆炉门。第一次整整用了7小时，才把3万块耐火砖砌成的炉门拆下；第二次拆炉门时，工人们搞了技术革新，只化了2小时，第三次拆炉门时，又搞了个机械化，结果不到1分钟就拆完了炉门。经过试验测定，3座横梁顺利地通过了“火”关，质量完全符合要求。
攻克了“火”关，再攻金属切削关。3座横梁金属切削精密度要求极高，当时又没有10米以上的大刨床，困难自然不少。工人工程师袁章根在技术人员和工人的配合下，搞技术革新，用几台移动式土铣床直接放在横梁上加工，并用53把刀盘同时铣削，不但加快了进度，而且各刀盘间的接缝处理得非常好，质量超过设计要求。3座横梁上各有4个大立柱孔，要求同一直线上不能误差0.7毫米，厂里没有大型精密镗床，袁章根和工人们经过研究，采用4根简易镗排同时加工。加工开始后，工人们几天几夜不离机床，在精加工最后一刀时，他们扛来几十斤重的量具，上上下下量了100多次，最后使3座横梁12个孔累计误差只有0.24毫米。金属切削关的攻克，为万吨水压机精确安装奠定了基础。
1961年12月13日，万吨水压机开始总体安装，只用了2个月时间。在上海交通大学和第一机械工业部所属的机械科学研究院等单位协助下，对这个身高20余米，体重千余吨的“巨人”进行详细的“体验”——应力测定试验。“体验”时间用了三四个月，然后开始进行超负荷试验，强攻“水”关。
在总设计师沈鸿的指挥下，高压水泵发出嗡嗡的声响，压力表的指针缓缓上升：8000吨，正常；10000吨，良好；12000吨，没问题；16000吨，机器完好无损。在人们的欢呼声中，第一台万吨水压机建造成功了；
这台万吨级锻造水压机，从调研设计到投产，历时4年，其中1年半时间进行调研、设计和试验，2年加工制造，半年时间安装试车。在建造过程中得到国家领导人的关心和鼓励。1959年，国家主席刘少奇视察万吨水压机工地时鼓励工人们说：“你们大胆干吧，万一失败，再有第二台，第三台，积累经验，将来终会成功的。”1962年，全国人大常委会委员长朱德视察万吨水压机时兴奋地说：“这台机器制造成功，代表了我国的工业发展已达到一个新的水平。过去，外国人不相信我们能造这样大的机器；现在，事实说明了我们中国人民是有能力的，不仅能造万吨水压机，而且造得好，造得快。”
万吨水压机建成后，为国家电力、冶金、化学、机械和国防工业等部门锻造了大批特大型锻件；30多年来，仍在正常运转，为社会主义建设作出了重大的贡献。
万吨水压机总设计师沈鸿
——中国工业泰斗小学毕业院士的传奇征程
沈鸿的故事或许鲜为人知，然而他对新中国工业建设的贡献却无法忽视。他是那个时代工业发展的见证者，也是创新与奉献的典范。
出生于浙江海宁县的沈鸿，家境并不富裕。父亲早逝，留下一家艰难度日，但这并没有阻止他追求知识的渴望。尽管只读到小学四年级，但他在学习中病愈后却没有再踏入校门。年仅13岁，他离乡来到上海谋生。由于学历有限，只能做起布店的学徒。然而，沈鸿并不满足于眼前的生计，利用业余时间刻苦钻研机械技术，具备了敏锐的商业眼光。正值淞沪抗战时期，他抓住机会开办了一家五金厂。
随着抗战爆发，沈鸿为了保全所创办的事业，带着亲人和自己研发的设备，历经坎坷，最终抵达了延安。他的到来成为延安工业发展的契机，带去了稀缺的机械设备，为边区机器厂的建立和运营提供了重要支持。在沈鸿的领导下，边区机器厂开始运转，制造出多种适应当地条件的机器设备，甚至包括延安的首台造币机。这一成就不仅给当地带来了现代工业的雏形，也为陕甘宁边区的工业奠定了基础。加入共产党后，沈鸿对党忠诚不渝，始终坚守奉献精神。他在边区工作的八年间，成为边区机械厂的总工程师，为工业进步贡献巨大。
新中国成立后，虽然已是享有盛誉的机械大师，沈鸿并未懈怠。他继续为祖国工业建设贡献智慧和力量。在他的带领下，许多大型机械设备在中国诞生，其中包括创新性的万吨级水压机。这项成就对中国工业的发展意义重大，开启了重型设备生产的新篇章。
尽管学历有限，沈鸿却一直热爱学习。他虽然只读过小学，却经常带着《党员必读》不断学习，用笔记录着书中要点，展现了对知识的执着追求。1980年，沈鸿获得中科院院士荣誉。这一殊荣是对他一生奉献的最高褒奖。他的著作为中国工业发展提供了理论支持，为国家的科技进步奠定了基础。
流量、压力控制新原理和新结构
路甬祥教授在前人的基础上创造性地提出用于电液比例器件的“弹簧检测主阀芯位移—力反馈”“动态流量—位移—弹簧力反馈”“系统压力直接检测反馈及级间动压反馈”“内含流量检测反馈的变流量泵控制”的流量、压力控制新原理和新结构，改变了已沿用100多年的弗利明－琴肯流量控制原理和40多年来传统的维克斯先导型压力控制原理。新原理和新结构为电液比例器件提供了简单、可靠、易于实现的全新控制模式，显著提高了器件的稳态和动态控制特性，被认为是20世纪80年代电液控制技术的重要进展之一，被德、日、瑞等多国列入教材、手册及专著，包括世界著名液压公司在内的国内外液压制造商仍在生产采用新原理的电液比例器件。
解读密封技术的现状与发展研究
工业化发展过程中，密封与液压气动技术是实现工业现代化动力控制方面的关键技术。随着我国现代化建设不断加快，液压气动密封技术的作用日益凸显。国内外十分重视气动密封技术的发展，液压气动密封工业发展速度高于机械制造工业发展。目前，液压气动密封技术发展情况研究较少，介绍液压气动密封技术发展情况，对促进液压气动密封行业发展具有重要意义。
1.液压气动密封技术简述
当前机械领域自动化技术飞速发展，液压气动技术中密封技术决定液压气动技术应用水平，采用密封技术能防止液压缸等相关部件油气水泄漏，提高机械产品工作效率，对节能环保具有重要意义。密封圈是冲压设备的关键部分，在制动器、气垫等部位具有关键作用，其性能直接影响冲压稳定性。我国对大型自动冲压生产线需求与日俱增，对密封圈要求不断提高，冲压设备使用密封圈面临更快速度及更长使用寿命的新要求。
自动化生产线发展中衍生出气动相关学科，密封技术是液压气动技术发展中的核心技术，可以缓解气缸等构件泄漏问题，保障机械设备运行安全，提升产品效率。当前液压气动密封技术得到快速发展，液压气动密封技术得到很大提高。例如，汽车生产中要求保证发动机极高转速，发动机运行中产生较高温度，添加剂具有腐蚀性，密封技术要做出严格改善。金属冶炼中相关机械设备转速极高，液压气动技术发展需要提升相应技术水平，要求摩擦力具有很高稳定性，必须保证密封摩擦系数较低。目前国内很少有针对气动密封的研究，随着对密封圈可靠性要求提高，国内对密封圈可靠性进行广泛研究。现有研究大多针对O形静密封圈，缺乏对Y形圈可靠性分析，没有量化算出密封可靠度。
机电产品日新月异，对气动密封技术提出更高要求。例如，汽车发动机追求小型化，转动速度加快，使用强腐蚀性添加剂，对液压气动技术要求提高。我国深海石油钻探技术不断发展，待开采原油处于地层较深位置，温度压力逐渐增大，密封件需耐强酸及腐蚀性抑制剂侵蚀。液压传动技术发展趋势是提高控制水平，要求装置密封件具有很低的摩擦阻力，低压下要求密封件具有很低的摩擦系数，维持平稳运动。高频运转下需要具有较高寿命，传动介质水性化，对密封系统带来较多问题。必须加快液压气动密封技术研究，发展新型密封系统。机械生产受到一些因素影响，相关技术人员必须重视液压气动密封技术。
2.国内外液压气动密封技术存在的问题
密封技术在液压气动技术发展中不断进步，国外采用密封技术主要是活塞密封，主要依靠传动介质压力对密封元件张口唇口挤压达到密封目的。由于利用介质压力挤压，压球唇口张口方向要顺应介质压力方向，导致密封效果下降。
依靠橡胶密封圈弹性变形径向压力实现密封，主要依靠O形圈为弹性载体的组合密封圈，对密封圈施加预紧力产生弹性形变产生径向力，实现密封。橡胶密封圈结构密封存在较大预紧力，对单件密封O形圈磨损较大。采用组合密封由于处于形变状态，橡胶圈会失去弹性，发生老化。O形橡胶圈采用实心结构，橡胶圈与刚面摩擦产生大量热量，聚集在密封圈，无法及时散去，使得密封圈寿命缩短。多种故障导致气缸失效，密封圈失效是重要原因。密封圈失效有多重模式，由于存在摩擦力，导致密封圈表面形貌受到影响，磨损导致密封圈直径变化；密封圈设计不合理导致工作中被挤压破坏；老化会影响密封圈力学性能，导致密封圈永久压缩变形。
气动元件密封技术是气动设备关键技术，气动密封压力与液压密封相比较低，滑动速度为0.2～0.5 m/s，气动密封寿命按滑动距离要求5000～20000 km。气体滑动效果较差，气缸摩擦问题最重要，气动密封中有间歇润滑等方式，装配时在密封界面放入润滑脂，是一劳永逸的润滑方式。间歇润滑每周期提供润滑油，冲压线气垫使用间歇润滑方式。为保证良好润滑能力，介质运动中应不受干扰。要求接触中点具有适当最大压力值，气动与液压密封有很多不同，摩擦力对元件工作性能影响较大。由于无液体介质带走热量，导致高温积累。密封是主机关键性技术，密封零件失效会增加维修成本。密封元器件可靠性验证是产品研制的重要工作，密封圈投用前应通过系统性可靠性验证。密封圈需要通过仿真、装机实验等多个验证步骤，只有每步验证都合格才能投用。
为适应经济快速发展，解决工业介质泄漏是当务之急。液压系统密封件使用寿命是高效工作的重要指标，液压技术快速发展同时，液压输出评价在液压系统中有了更高标准。要求密封圈符合调节范围，密封圈各种工况下会产生摩擦。密封圈失效引起介质泄漏，带来世界性环境污染。国外提出无泄漏要求，必须对密封装置考虑周全，包括密封元件设计安装等，安全密封要求深入了解密封理论，考虑各种影响密封间性能的因素。
3.液压密封圈的发展
液压传动是通过为液体介质压力传递能量，各行业工业领域中液压传动形式应用广泛。工农业机械、冶金机械到海陆空各种设备都体现液压技术的重要地位。密封件性能是密封装置运转的关键，关系到液压系统控制精度。密封技术发展历史久远，人们懂得利用水利技术时开始使用密封技术。
蒸汽机的出现将密封技术带入机械元素中，密封件作为机械设备重要零件出现在工业领域。帕斯卡原理应用于工艺技术领域。18世纪末，出现密封高技术机械设备，随着机械加工技术快速发展，19世纪高精度加工技术得到迅速发展。水压机技术得到很大提升，19世纪末，水压机水压改为油压，水对一些机械器件的腐蚀性是很大弊端，采用油压机械提高零件寿命是必然趋势。液压技术发展，同时密封技术不断改进。
随着工艺技术突破，合成橡胶的出现提高了密封性能。合成橡胶具有很大优势，由于皮革需进行充填处理，避免渗透。经处理后合成橡胶具有流动性等特性，对复杂密封件加工起到很大作用。密封在液压系统中具有重要作用，油液泄漏时常发生，液压系统设计时对密封圈缺乏足够重视，使用者对密封知识了解较少，只有精准设计和认真选用，才能保证密封效果。
密封失效导致泄漏带来巨大危害，引起众多事故，美国土星火箭运行中出现235个故障，约38%原因是密封件失效。1986年美国“挑战者”号事件，航天飞机发射地点环境温度过低，降低火箭助推器橡胶圈材料硬度，密封圈与刚性壁出现10 mm缝隙，引发航天飞机爆炸。温度对密封圈影响非常大，液压密封圈温度场分析非常必要。
4.新型液压气动密封技术
目前，传统液压气动密封技术有很大劣势，新型液压气动密封技术必将出现。常见的液压气动密封技术有内腔介质压力自补偿密封技术，以及海洋机械密封技术。
传统液压气动密封技术需借助推动活塞的介质，使用内腔介质压力补偿型密封技术能克服传统技术的不足。新型密封技术通过内腔实现密封圈挤压，降低密封圈值产生压力。新型密封技术是形成介质运作内腔，需借助缸体活塞部位活塞沟槽，内腔介质承压力径向进入介质工作内腔，保证缸面表面与密封圈牢固粘住。
新型密封技术效果显著，密封圈径向力增大，密封圈材料承受在最大压力限度内，达到最佳密封效果。相比唇口密封圈技术，内腔介质压力自补偿型密封技术不会出现张口磨损现象。内腔介质压力自补偿密封技术作业面有很多凸台和道，密封相当于迷宫，提升密封构件最大承受力。新型密封技术稳定性很强，相比以往O形密封圈技术，在承受介质压力较小时，采用新型密封技术，密封效果时间较长。
海洋原油勘探应用各种液压气动技术，核心密封技术必不可少。由于深海环境特殊，原油勘探不能单纯使用O形密封圈技术，机械密封技术非常重要。海洋机械密封设备采用旋转设备轴封装置。环在轴带动下进行旋转时静环固定，密封效果依靠动静环接触面产生滑动摩擦力，实现密封。海洋机械密封装置使用中产生端面磨损，可通过O形圈强化密封效果。壳体与动静环有间隙，出现介质泄漏，加入O形圈可降低泄漏情况。海洋原油勘探中采用气动密封可保障其密封性，密封技术有很强的恶劣环境耐受性，对温度因素有很大适应能力，可通过补偿器装置提高密封效果，防止海水渗入。水下勘探作业机器人使用液压系统通过多组件相连接，海洋勘探机械装置加入补偿器，不会增大油的体积，使得内外压力平衡。
