液壓橡膠密封件的結(jié)構(gòu)性能及使用

肖 軍（湖北十堰東風汽車公司）

液壓橡膠密封件是機械產(chǎn)品的基礎(chǔ)元件，幾乎每個液壓產(chǎn)品都離不開它，廣泛應(yīng)用于汽車、摩托車、工程機械、通用機械。密封件用來防止液體泄漏，防止空氣和污染物進入系統(tǒng)和元件內(nèi)部造成油液污染，以提高產(chǎn)品效率與性能。

1.液壓橡膠密封件的使用性能及密封機理

（1）液壓橡膠密封件的使用性能

液壓橡膠密封件的使用必須滿足以下性能：一是泄漏量極小。要求液壓密封件的泄漏量極小，具有良好的密封作用，并隨液壓油的壓力增高而自動提高其密封作用，即使在高壓及高溫等惡劣工作環(huán)境下，液壓密封件的泄漏量也無明顯的增加；二是良好的相容性。因液壓密封件長期浸泡在液壓油中，極易溶脹、溶解或脆化變硬等，使之喪失密封作用，因此要求液壓密封件對液壓油具有良好的相容性；三是摩擦阻力小。為避免或減少液壓設(shè)備產(chǎn)生低壓爬行等不良現(xiàn)象，要求液壓密封件具有較低的靜摩擦阻力和動摩擦阻力，并且其摩擦系數(shù)應(yīng)非常穩(wěn)定；四是使用壽命長。液壓密封件應(yīng)具有良好的彈性、耐熱性、耐寒性、耐壓性、耐磨性及一定的物理機械強度等，并且使用壽命長；五是是價格低廉。液壓密封件應(yīng)易于制造和安裝，其相應(yīng)的密封槽又易于加工制造，對密封表面的加工精度等要求又較低，并且低格低廉。

對密封的基本要求是密封性好，安全可靠，壽命長，并應(yīng)力求結(jié)構(gòu)緊湊，系統(tǒng)簡單，制造維修方便，成本低廉。大多數(shù)密封件是易損件，應(yīng)保證互換性，實現(xiàn)標準化，系列化。

（2）液壓橡膠密封件的密封機理

密封可分為靜密封和動密封兩大類。靜密封主要有墊密封、密封膠密封和直接接觸密封三大類。動密封可以分為旋轉(zhuǎn)密封和往復(fù)密封兩種基本類型。

按密封件與其作用相對運動的零部件是否接觸，可以分為接觸式密封和非接觸式密封。一般說來，接觸式密封的密封性好，但受摩擦磨損限制，適用于密封面線速度較低的場合。非接觸式密封的密封性較差，適用于較高速度的場合。

密封件的密封機理涉及兩個因素，一個是腔體的密封，主要是密封件外緣（靜態(tài)部件）在腔體中的定位；二是密封唇口與旋轉(zhuǎn)軸表面接觸的動態(tài)密封，這是密封件的最重要功能。

密封件的密封唇接觸區(qū)的密封機理對密封件所起的密封功能具有極其重要的意義，它取決于：密封唇的設(shè)計；彈性材料的結(jié)構(gòu)；軸表面的粗糙度等。密封唇的徑向力、密封唇的角度設(shè)計和唇尖與彈簧中心的距離設(shè)計的綜合作用，產(chǎn)生了一種對軸面不對稱分布的接觸壓力：在油側(cè)壓力最大并陡升增加；在空氣側(cè)壓力呈小角度衰減。在過盈量（密封唇的內(nèi)徑在自由狀態(tài)、無負荷情況下設(shè)計為比軸的直徑略小）的配合下，接觸壓力的這種不對稱分布，與旋轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生的圓周環(huán)形緊箍力的聯(lián)合作用，導(dǎo)致密封唇接觸區(qū)的結(jié)構(gòu)特性變形。這種密封彈性體變形結(jié)構(gòu)是油封試運轉(zhuǎn)時形成的，對密封性能起著決定性作用。因此，密封件需要一個試運轉(zhuǎn)的磨合期。螺旋線的影響加上軸的旋轉(zhuǎn)，由這種變形構(gòu)造產(chǎn)生向油側(cè)的泵吸作用。

密封件密封唇口滑動面的摩擦特性受流體的粘度與滑動速度支配，在這個滑動面上有油膜存在。密封件與軸的相互滑動表面就在這個油膜分離的潤滑狀態(tài)下運動，因此保持摩擦力小，磨損少。在密封件滑動接觸面上油的流動是從大氣側(cè)流向油側(cè)又從油側(cè)流向大氣側(cè)的循環(huán)。滑動面的潤滑良好，可防止磨損的進行，由此沒有泄漏。可見，對油封密封唇唇口材料，唇部形狀這兩個因素進行微妙控制從而影響密封件的潤滑特性和密封原理，是至關(guān)重要的。

常用的自封式壓緊型液壓密封件主要是○形密封圈，圓形密封圈和方形密封圈等，它們具有結(jié)構(gòu)簡單、易于制造、成本低廉等優(yōu)點，因此它們是液壓傳動系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的動密封元件和靜密封元件。它們安裝在密封槽內(nèi)通常產(chǎn)生10～25%的徑向壓縮變形，并對密封表面產(chǎn)生較高地初始接觸應(yīng)力，從而阻止無壓力液體的泄漏。液壓缸工作時，壓力液體擠壓自封式壓緊型液壓密封件，使之進一步變形，并對密封表面產(chǎn)生較大的隨壓力液體的壓力，嚴格地說應(yīng)為壓強。增高而增高的附加接觸應(yīng)力，并與初始接觸應(yīng)力一起共同阻止壓力液體的泄漏。但當工作壓力大于10MPa時，為了避免合成橡膠質(zhì)自封式壓緊型液壓密封件的一部分被擠入密封間隙而在液壓缸往復(fù)運動中被切掉而造成泄漏，須在合成橡膠質(zhì)自封式壓緊型液壓密封件的受壓側(cè)各設(shè)置一合成樹脂擋圈，如尼龍擋圈、聚甲醛擋圈和填充聚四氟乙烯擋圈。由于合成橡膠質(zhì)自封式壓緊型液壓密封件工作時具有較大的壓縮變形，因此其靜摩擦阻力特別大，通常為其動摩擦阻力的兩倍多。如此大的靜摩擦阻力在一些低壓液壓傳動系統(tǒng)中勢必造成低壓爬行及操作困難等不良現(xiàn)象，這正是自封式壓緊型液壓密封件很小單獨用作動密封件的原因。

2.液壓橡膠骨架油封和防塵圈的用途及結(jié)構(gòu)特點

（1）液壓橡膠骨架油封的用途及結(jié)構(gòu)特點

油封是用于密封機械設(shè)備中旋轉(zhuǎn)軸的封油用密封元件，而腔體基本上是靜止的，所以油封又稱旋轉(zhuǎn)軸唇形密封圈。根據(jù)安裝孔和密封軸所要求的同軸度確定是內(nèi)骨架油封或外骨架油封；根據(jù)工作環(huán)境溫度的來確定骨架油封所采用的材質(zhì)；外骨架油封，俗稱鐵殼油封。由于其精確的同軸度，被廣泛用于精密機械設(shè)備或要求軸高旋轉(zhuǎn)同軸度的密封系統(tǒng)。對于大型重械設(shè)備所選用的骨架油封一般都要求有較高的鋼性，因此應(yīng)優(yōu)先選用SB、TB型油封。當對油封的鋼性有更高的要求時，推薦選用SA、TA型外骨架油封。對于旋轉(zhuǎn)扭矩較低的轉(zhuǎn)軸，如小型電機，應(yīng)選用不帶彈簧的骨架油封：VC、VB、KV、KB型。骨架油封一般用在高、低速旋轉(zhuǎn)軸，最高旋轉(zhuǎn)線速度≤15m／s、 往復(fù)運動最高速度≤0.1m／s。 工作壓力＜0.05MPa。

機械的摩擦部分由于在機械運轉(zhuǎn)時有油進入，為防止這些油從機械的間隙中泄漏而使用油封，并且除了油以外還需要防止水與化學(xué)藥液的泄漏以及塵埃及土砂從外部侵入，這時候也要用到油封的密封狀態(tài)，一是油封外緣和腔體之間為靜態(tài)密封，同時保證油封外緣在腔體之間的可靠定位。二是油封密封唇和軸之間的密封狀態(tài)，當軸旋轉(zhuǎn)時為動態(tài)密封，當軸靜止時為靜態(tài)密封。各種影響因素的綜合作用及其相互作用，都對油封的密封性能和使用壽命產(chǎn)生了很大影響。

油封主要由密封體、加強骨架和自緊螺旋彈簧等幾部分組成。密封體按照不同部位又分為底部、腰部、刃口和密封唇等。金屬骨架就如同混凝土構(gòu)件里面的鋼筋，起到加強的作用，并使油封能保持形狀及張力。通常，在自由狀態(tài)下的骨架油封，其內(nèi)徑比軸徑小，即具有一定的 “過盈量”。因此，當油封裝入油封座和軸上之后，油封刃口的壓力和自緊螺旋彈簧的收縮力對軸產(chǎn)生一定的徑向緊力，經(jīng)過一段時間運行后，該壓力會迅速減小乃至消失，因而，加上彈簧可以隨時補償油封自緊力。油封外緣使油封在腔體孔內(nèi)固定的同時，起防止流體從油封外周面與腔體內(nèi)表面的接觸面之間泄漏及侵入的作用。另外金屬骨架是當油封固定在腔體內(nèi)時，起保持配合力的作用。密封唇部是柔性彈性體，設(shè)計成對機械的震動及密封流體的壓力變動的影響下仍可保持穩(wěn)定的密封作用，并起到保持唇部與軸表面穩(wěn)定接觸狀態(tài)的作用。彈簧可提高密封唇向軸的壓緊力，起維持此壓緊力的作用。唇端部被制作成斜鍥形狀，在端部處按壓軸表面，起密封流體的作用。防塵唇是沒有與彈簧連接的副唇，起防止塵埃侵入的作用。油封外部為圓筒形用來保證對腔體的靜態(tài)密封－采用內(nèi)包金屬骨架的橡膠外緣；采用外露金屬骨架的外緣，大多需要拋光和鍍敷防腐涂層。裝有彈簧的密封唇保證軸的動態(tài)和靜態(tài)密封的密封可靠性。經(jīng)過長期開發(fā)研究的結(jié)果，油封的密封唇結(jié)構(gòu)提高到極佳的性能，進而提高在更寬的負荷范圍內(nèi)的密封可靠性。添加防塵唇，或者在特殊情況下采用的多個防塵唇，可防止外界污染物和灰塵侵入。

油封的骨架和彈簧是金屬制作，密封唇口等主要部分為橡膠。油封根據(jù)使用環(huán)境，可以用不同的橡膠進行生產(chǎn)，以滿足密封的性能和要求。最常用的耐油橡膠是丁腈橡膠，丁腈橡膠為目前油封及○型圈使用最普遍的橡膠之一。可說是目前用途最廣、成本最低的橡膠密封件。制造油封常用的還有聚丙酸酯橡膠、硅橡膠、氟橡膠和聚四氟乙烯等。

油封所使用的場合，其適用的密封介質(zhì)一般是礦物潤滑油、潤滑脂和合成潤滑油、潤滑脂。在特殊情況下也可密封潤滑性低的酸類，堿類，有機溶劑類等腐蝕性介質(zhì)。通常采用氟橡膠材料的油封其耐腐蝕性，耐高溫性都要比NBR材質(zhì)的好，在無潤滑、純干燥和多介質(zhì)的條件下建議采用PTFE密封唇制作的油封，其密封唇有足夠的潤滑能力，大大降低唇緣的磨損。單個油封不宜密封兩種不同的介質(zhì)，大量的化學(xué)物質(zhì)增加了對于油封材質(zhì)性能的影響，油封對密封介質(zhì)的相容性應(yīng)該通過實驗室試驗來確定。

密封介質(zhì)的污染可能是腔體鑄件制作過程遺留的鑄砂殘留物；或者從旋轉(zhuǎn)元件因摩擦磨損產(chǎn)生的顆粒物。例如渦輪齒輪箱中的青銅渦輪的磨損物；或者由腐蝕性介質(zhì)產(chǎn)生的產(chǎn)物。為防止密封介質(zhì)的污染對密封特性的負面影響，一定要注意盡量保持腔體清潔。

（2）密封防塵圈功用特點

所有液壓缸都必須安裝防塵圈。活塞桿回程時，防塵圈將粘在其表面上的臟物刮掉，保護密封圈和導(dǎo)向套免受損傷。雙作用防塵圈兼有輔助密封功能，其內(nèi)側(cè)唇邊刮掉粘附在活塞桿表面上的油膜，從而提高密封效果。防塵密封圈對保護關(guān)鍵性的液壓設(shè)備部件是極端重要的。滲入塵土，不僅磨損密封件，而且會大大的磨損導(dǎo)向套和活塞桿，雜質(zhì)進入液壓介質(zhì)中，亦會影響操作閥和泵的功能，亦可能損傷這些裝置。防塵圈能除掉活塞桿表面上的塵土，但不損壞活塞桿上的油膜，這對密封件的潤滑也有益。防塵圈在設(shè)計時，不僅要適應(yīng)活塞桿，還必須在溝漕中起密封作用。

動態(tài)功能：一個有效的防塵圈，其唇口相對于活塞桿的接觸力必須足夠大。有相當高硬度的彈性材料最易得到這種效果。硬度達94°的聚胺酯是特別適用于防塵圈的材料。其特性還包括高模量（硬度），極好的耐磨性及低壓縮性。這種材料可以應(yīng)用在從－40°到100°溫度范圍的絕大多數(shù)應(yīng)用場合。

靜態(tài)功能：設(shè)計用于封閉式安裝溝槽的無增強的單作用防塵圈，很難在溝槽中起到有效的密封作用。這是由于這種防塵圈在溝槽中是松配合安裝的。只有密封唇與活塞桿的接觸提供防塵圈與圓柱形表面的密封力。溫度降低時，整個防塵圈收縮，其外徑與溝槽之間的泄露風險就會出現(xiàn)。要取得滿意的效果，這種情況必然在防塵圈的設(shè)計中加以補償。

3.常見液壓橡膠密封件的種類及結(jié)構(gòu)特點

（1）唇型密封件

液壓機械設(shè)備液壓缸常用的液壓組合密封件主要是由○形密封圈與方形密封圈、U形密封圈、Y形密封圈、YX形密封圈及其他特殊形狀的液壓密封圈的疊加使用構(gòu)成的。

V形密封圈：Y形密封圈的密封性能較好，可根據(jù)工作壓力的大小來確定所用密封圈的數(shù)目，通常須借助于壓蓋的調(diào)整來補償密封圈的磨損量，其致命的弱點是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，通常須由支承環(huán)、密封圈和壓環(huán)三部分組成，其摩擦阻力較大并隨工作壓力和密封圈數(shù)目的增大而增大。因此V形密封圈僅適宜于運動速度較低而工作壓力較高的液壓缸采用。

U形密封圈：它是液壓缸中最常用的油封，它是一種典型的唇口密封件，無論用于活塞桿還是活塞都能獲得良好的密封效果。U形圈在低壓情況下，只靠唇部的過盈變形才產(chǎn)生密封，因接觸面積較小，摩擦力相對較低。隨著壓力升高，唇口彈性變形量增加，拉伸，壓縮及彎曲應(yīng)力增加，U形圈徑向壓緊力自動變大，與密封面接觸的長度不斷增加，直到U形圈整個軸向長度與密封面接觸，從而保證高壓狀態(tài)下具有良好的密封性。U形密封圈的密封性能較好，但單獨使用是極易翻滾，因此需與錫青銅質(zhì)支承環(huán)配套使用，其摩擦阻力較大并隨工作壓力的升高而增大。因此U形密封圈僅適宜于工作壓力較低或運動速度較低的液壓缸采用。

Y形密封圈。Y形密封圈是依靠其張開的唇部緊貼于密封表面而保持密封的，通常可單獨使用，其密封性能較好，摩擦阻力較小，耐壓性能好，工作穩(wěn)定性好，使用壽命長。因此Y形密封圈適宜于高速變壓、大缸徑、大行程的液壓缸采用。

YX形密封圈。YX形密封圈是截面高度與寬度之比大于2，并且工作唇于非工作唇不等高的Y形密封圈，它分為孔用YX形密封圈和軸用YX形密封圈，其密封性能一樣，除具有Y形密封圈的一切優(yōu)點外，YX形密封圈單獨使用時決不翻滾，進一步提高了其耐壓性及工作穩(wěn)定性。因此YX形密封圈特別適宜于高壓、高速變壓及快速運動的液壓缸采用。

（2）自封式緊密型液壓密封件

唇型密封件，與自封式壓緊形液壓密封件一樣，依其本身的變形對密封表面產(chǎn)生較高的初始接觸應(yīng)力，阻止無壓力液體的泄漏。液壓缸工作時，壓力液體擠壓并撐開其密封唇部，使之緊貼密封表面而產(chǎn)生較高的隨壓力液體的壓力增高而增高的附加接觸應(yīng)力，并與初始接觸應(yīng)力一起共同阻止壓力液體的泄漏。

液壓缸常用的組合密封件主要是蕾形圈、格來圈和斯特封。

蕾形圈。蕾形圈通常是由合成橡膠質(zhì)的○形密封圈與夾布橡膠質(zhì)的Y形密封圈的疊加使用構(gòu)成的，與自封式壓緊型液壓密封件及自封式緊密型液壓密封圈，唇型密封件一樣，依其本身的變形對密封表面產(chǎn)生較高的初始接觸應(yīng)力，阻止無壓力液體的泄漏。液壓缸工作時，壓力液體通過○形密封圈的彈性變形始終擠壓和撐開Y形密封圈的密封唇部，使之緊貼密封表面而產(chǎn)生較高的隨壓力液體的壓力增高而增高的附加接觸應(yīng)力，并與初始接觸應(yīng)力一起共同阻止壓力液體的泄漏。

格來圈。格來圈通常是由合成橡膠質(zhì)的○形密封圈與填充聚四氟乙烯質(zhì)的方形密封圈的疊加使用構(gòu)成的，它可分為孔用格來圈和軸用格來圈，但其密封作用是一樣的，依其本身的變形對密封表面產(chǎn)生較高的初始接觸應(yīng)力，阻止無壓力液體的泄漏。液壓缸工作時，壓力液體通過○形密封圈的彈性變形始最大限度地擠壓方形密封圈，使之緊貼密封表面而產(chǎn)生較高的隨壓力液體的壓力增高而增高的附加接觸應(yīng)力，并與初始接觸應(yīng)力一起共同阻止壓力液體的泄漏。

斯特封。斯特封通常是由合成橡膠質(zhì)的○形密封圈與填充聚四氟乙烯質(zhì)的特殊形狀矩形－－梯形的密封圈所組成的，與格來圈一樣可分為孔用斯特封和軸用斯特封，其密封作用及密封機理與格來圈一樣，但它只具有單向密封作用。

自封式緊密型液壓密封圈：唇形密封圈，與密封表面緊密貼合的唇部接觸面積較小，可以產(chǎn)生更大的壓縮變形，獲得較好的密封作用。但易于磨損，磨損后其密封作用顯著降低，若采用○形密封圈與之疊加使用，即組合密封件時，即使唇部磨損后，由于合成橡膠質(zhì)○形密封圈具有較大的彈性，它將迫使唇形密封圈的唇部緊貼密封表面，產(chǎn)生足夠大的表面接觸應(yīng)力，達到密封的作用，并且摩擦阻力較小，工作平穩(wěn)，又易于裝配和維修等。因此，目前全自動液壓壓磚機、日用陶瓷制品，盤、碟類等靜壓成型機及中壓注漿、高壓注漿衛(wèi)生陶瓷成型機廣泛應(yīng)用的液壓密封件幾乎都是組合密封件，如格來圈及斯特圈等。

○型圈（氟膠＼丁腈膠）用于靜密封和動密封的雙作用密封圈。有多種材料，如丁晴橡膠，氟橡膠，乙丙橡膠，氯丁橡膠，硅橡膠，氯硅橡膠。硬度為昭氏溫度為A70到90的聚氨脂橡膠，有極好的耐磨性和抗擠出性能，而且摩擦力也很小。○形密封圈由于它制造費用低及使用方便，因而被廣泛應(yīng)在各種動、靜密封場合。

4.密封件常用橡膠的品種、特性和用途

天然橡膠以橡膠烴為主，含少量蛋白質(zhì)、水分、樹脂酸、糖類和無機鹽等。彈性大，定伸強度高，抗撕裂性和電絕緣性優(yōu)良，耐磨性和耐旱性良好，加工性佳，易于其它材料粘合，在綜合性能方面優(yōu)于多數(shù)合成橡膠。缺點是耐氧和耐臭氧性差，容易老化變質(zhì)；耐油和耐溶劑性不好，第抗酸堿的腐蝕能力低；耐熱性不高。使用溫度范圍：約－60℃～＋80℃。制作輪胎、膠鞋、膠管、膠帶、電線電纜的絕緣層和護套以及其他通用制品。特別適用于制造扭振消除器、發(fā)動機減震器、機器支座、橡膠－金屬懸掛元件、膜片、模壓制品。

丁苯橡膠丁二烯和苯乙烯的共聚體。性能接近天然橡膠，是目前產(chǎn)量最大的通用合成橡膠，其特點是耐磨性、耐老化和耐熱性超過天然橡膠，質(zhì)地也較天然橡膠均勻。缺點是彈性較低，抗屈撓、抗撕裂性能較差；加工性能差，特別是自粘性差、生膠強度低。使用溫度范圍：約－50℃～＋100℃。主要用以代替天然橡膠制作輪胎、膠板、膠管、膠鞋及其他通用制品。

順丁橡膠是由丁二烯聚合而成的順式結(jié)構(gòu)橡膠。彈性與耐磨性優(yōu)良，耐老化性好，耐低溫性優(yōu)異，在動態(tài)負荷下發(fā)熱量小，易于金屬粘合。缺點是強度較低，抗撕裂性差，加工性能與自粘性差。使用溫度范圍：約－60℃～＋100℃。一般多和天然橡膠或丁苯橡膠并用，主要制作輪胎胎面、運輸帶和特殊耐寒制品。

異戊橡膠是由異戊二烯單體聚合而成的一種順式結(jié)構(gòu)橡膠。化學(xué)組成、立體結(jié)構(gòu)與天然橡膠相似，性能也非常接近天然橡膠，故有合成天然橡膠之稱。它具有天然橡膠的大部分優(yōu)點，耐老化由于天然橡膠，彈性和強力比天然橡膠稍低，加工性能差，成本較高。使用溫度范圍：約－50℃～＋100℃可代替天然橡膠制作輪胎、膠鞋、膠管、膠帶以及其他通用制品。

氯丁橡膠是由氯丁二烯做單體乳液聚合而成的聚合體。這種橡膠分子中含有氯原子，所以與其他通用橡膠相比：它具有優(yōu)良的抗氧、抗臭氧性，不易燃，著火后能自熄，耐油、耐溶劑、耐酸堿以及耐老化、氣密性好等優(yōu)點；其物理機械性能也比天然橡膠好，故可用作通用橡膠，也可用作特種橡膠。主要缺點是耐寒性較差，比重較大、相對成本高，電絕緣性不好，加工時易粘滾、易焦燒及易粘模。此外，生膠穩(wěn)定性差，不易保存。使用溫度范圍：約－45℃～＋100℃。主要用于制造要求抗臭氧、耐老化性高的電纜護套及各種防護套、保護罩；耐油、耐化學(xué)腐蝕的膠管、膠帶和化工襯里；耐燃的地下采礦用橡膠制品，以及各種模壓制品、密封圈、墊、粘結(jié)劑等。

丁基橡膠是異丁烯和少量異戊二烯或丁二烯的共聚體。最大特點是氣密性好，耐臭氧、耐老化性能好，耐熱性較高，長期工作溫度可在130℃以下；能耐無機強酸（如硫酸、硝酸等）和一般有機溶劑，吸振和阻尼特性良好，電絕緣性也非常好。缺點是彈性差，加工性能差，硫化速度慢，粘著性和耐油性差。使用溫度范圍：約－40℃～＋120℃。主要用作內(nèi)胎、電線電纜絕緣層、化工設(shè)備襯里及防震制品、耐熱運輸帶、耐熱老化的膠布制品。

丁腈橡膠由丁二烯和丙烯腈共聚制得。具有良好的耐油性、耐熱性、耐寒性、耐壓性和耐水性，氣密性及優(yōu)良的粘結(jié)性能，并具有適宜的耐磨性，通常的使用溫度大致為－40℃～＋120℃，可在120℃的空氣中或在150℃的油中長期使用。易于用金屬模壓成任意形狀的液壓密封件，因此丁晴橡膠最適宜于制作工作壓力不大于32MPa的液壓缸用密封件。經(jīng)特別設(shè)計配方、耐易按發(fā)性油：耐磨能承受機械汽車軸心轉(zhuǎn)速3000轉(zhuǎn)／時以下（此時橡膠硬度為70°）。

氫化丁晴橡膠丁二烯和丙烯晴的共聚體。它是通過全部或部分氫化NBR的丁二烯中的雙鍵而得到的。其特點是機械強度和耐磨性高，用過氧化物交聯(lián)時耐熱性比NBR好，其他性能與丁晴橡膠一樣。使用溫度范圍：約－30℃～＋150℃。主要用于耐油、耐高溫的密封制品。

乙丙橡膠是乙烯和丙烯的共聚體，一般分為二元乙丙橡膠和三元乙丙橡膠。特點是抗臭氧、耐紫外線、耐天候性和耐老化性優(yōu)異，居通用橡膠之首。電絕緣性、耐化學(xué)性、沖擊彈性很好，耐酸堿，比重小，可進行高填充配合。耐熱可達150℃，耐極性溶劑－酮、酯等，但不耐脂肪烴和芳香烴，其他物理機械性能略次于天然橡膠而優(yōu)于丁苯橡膠。缺點是自粘性和互粘性很差，不易粘合。使用溫度范圍：約－50℃～＋150℃。主要用作電線電纜包皮、蒸汽膠管、耐熱運輸帶、汽車用橡膠制品及其他工業(yè)制品。

硅橡膠。主鏈由硅氧原子交替組成，在硅原子上帶有有機基團。耐高低溫，耐臭氧，電絕緣性好。使用溫度－40℃～＋220℃；耐油尤佳，耐溫，耐磨，耐油。特別適用于汽車發(fā)動機內(nèi)的曲軸油封，對氧，臭氧以及陽光（紫外線）有抗性。

氟橡膠。子結(jié)構(gòu)中含有氟原子的合成橡膠。通常以共聚物中含氟單元的氟原子數(shù)目來表示，如氟橡膠23，是偏二氟乙烯同三氟氯乙烯的共聚物。氟橡膠耐高溫、耐油、耐化學(xué)腐蝕。耐油，耐高溫，耐化學(xué)品，還具有耐酸堿之特性。使用溫度－30℃～＋280℃。適用于噴射引擎內(nèi)的曲軸油封，時規(guī)油封，○型環(huán)及密封圈。

聚氨酯橡膠。聚氨脂是抗拉強度最高的一種合成橡膠，與橡膠相比，它具有優(yōu)良的耐油性、耐熱性、耐寒性、耐壓性和耐磨性及良好的機械性能，通常的使用溫度為－40℃～＋80℃，聚氨酯橡膠的常溫密封性能比丁晴橡膠優(yōu)越，它特別適宜于制作中壓、高壓及超高壓液壓缸用密封件。故是中、高壓液壓油缸最常選用的密封材料（低壓可選用丁腈膠），尤其使用壽命更長，很多原用橡膠油封的場合都改用聚氨脂油封。

丙烯酸酯橡膠是丙烯酸乙酯或丙烯酸丁酯的聚合物。其特點是兼有良好的耐熱、耐油性能，在含有硫、磷、氯添加劑的潤滑油中性能穩(wěn)定。同時耐老化、耐氧和臭氧、耐紫外線、氣密性優(yōu)良。缺點是耐寒性差，不耐水，不耐蒸汽及有機和無機酸、堿。在甲醇、乙二醇、酮酯等水溶性溶液內(nèi)膨脹嚴重。同時彈性和耐磨性差，電絕緣性差，加工性能較差。使用溫度范圍：約－25℃～＋150℃。可用于制造耐油、耐熱、耐老化的制品，如密封件、膠管、化工襯里等。

氯磺化聚乙烯橡膠是聚乙烯經(jīng)氯化和磺化處理后，所得到具有彈性的聚合物。耐臭氧緊挨老化優(yōu)良，耐候性優(yōu)于其它橡膠。阻燃、耐熱、耐溶劑性及耐大多數(shù)化學(xué)藥品和耐酸堿性能較好。電絕緣性尚可，耐磨性與丁苯橡膠相似。缺點是抗撕裂性能差，加工性能不好。使用溫度范圍：約－20℃～＋120℃。可用作臭氧發(fā)生器上的密封材料，制造耐油密封件、電線電纜包皮以及耐油橡膠制品和化工襯里。

聚硫橡膠由二鹵代烷與堿金屬或堿土金屬的多硫化物縮聚而成。有優(yōu)異的耐油和耐溶劑性，但強度不高，耐老化性、加工性不好，有臭味，多與丁腈橡膠并用。此外，還有聚氨酯橡膠、氯醇橡膠、丙烯酸酯橡膠等。

氯醚橡膠由環(huán)氧氯丙烷均聚或由環(huán)氧氯丙烷與環(huán)氧乙烷共聚而成的聚合物。特點是耐脂肪烴及氯化烴溶劑、耐堿、耐水、耐老化性能極好，耐臭氧性。可用作膠管、密封件、薄膜和容器襯里、油箱、膠輥，制造油封、水封等。

氯化聚乙烯橡膠是聚乙烯通過氯取代反應(yīng)制成的具有彈性的聚合物。性能與氯磺化聚乙烯橡膠接近，其特點是流動性好，容易加工；有優(yōu)良的耐天候性、耐臭氧性和耐電暈性，耐熱、耐酸堿、耐油性良好。缺點是彈性差、壓縮變形較大，電絕緣性較低。使用溫度范圍：約－20℃～＋120℃。電線電纜護套、膠管、膠帶、膠輥化工襯里等。

5.液壓橡膠密封件的選用、維修事項

在選購維修用密封件時，建議采用下列程序去提高采購密封件的準確性：

運動方向：先決定密封件所在位置的運動方向，例如往復(fù)、旋轉(zhuǎn)、螺旋或固定。

密封重點：例如決定活動點是在內(nèi)徑的拉桿封或活動點是在外徑的活塞封等。

溫度等級：從原廠機械使用說明查閱或按實際工作環(huán)境評估工作溫度，決定所需使用材料。有關(guān)溫度等級的說明可參考下面的生產(chǎn)用戶注意事項。

壓力等級：從原廠機械使用說明查閱有關(guān)數(shù)據(jù)，或通過觀察原密封件的軟硬度和結(jié)構(gòu)推斷工作壓力等級，有關(guān)壓力等級的說明可參考下面的生產(chǎn)用戶注意事項。

尺寸大小：多數(shù)用戶都會按使用過的舊樣品選購，但密封件在使用一段時間后，會被溫度、壓力及磨損等因素大幅影響其原來的尺寸，按樣選擇只能作為一個參考，更好的方法是量度密封件所在位置的金屬槽尺寸，準確性會較高。

在具體選取密封件（如○形圈材料時），首先要考慮與工作介質(zhì)的相容性。還需綜合考慮其密封處的壓力，溫度，連續(xù)工作時間，運行周期等工作條件，若用在旋轉(zhuǎn)場合，須考慮由于摩擦熱引起的溫升，不同的密封件材料，其物理性能和化學(xué)性能都不一樣。軸向安裝時，要考慮壓力方向。內(nèi)部壓力時，○形外徑應(yīng)比溝槽外徑D3大約1～2%，外部壓力時，應(yīng)使○形圈內(nèi)徑比溝槽內(nèi)徑D4約小1～3%。

油封的裝配，無論油封的安裝部分設(shè)計和油封的選擇多么適宜，如果組裝的粗糙，也不能充分發(fā)揮油封預(yù)定的功能。油封安裝時，外表面應(yīng)涂上適當?shù)臐櫥瑒娇趹?yīng)涂上適合的清潔潤滑脂，帶有防塵唇的油封，應(yīng)在主付唇間填滿適合的清潔潤滑脂，再進行裝配。把油封的密封唇口端朝向密封介質(zhì)一側(cè)，切忌反向裝配。油封裝入座孔時，應(yīng)采用專用工具推入，防止位置偏斜。

油封唇緣通過的螺紋，鍵槽，花鍵等處應(yīng)采取各種措施來防止唇緣損傷，并用專用工具裝配。油封應(yīng)水平放入座孔，并均勻加壓，請勿傾斜強制推進。

常見一般密封件的損壞有：一是硬化（老化）。密封件其中泄漏原因是因本身材料被溫度影響硬化，當硬度過高時，密封件不能填充與配合零件之間的間隙，就會產(chǎn)生泄漏；二是磨損。密封件的磨損涉及配合零件的表面光潔度、運動速度和傳動媒體等，不同的密封材料適應(yīng)不同的運動速度；三是擠出：當密封件承受過大壓力時會被擠出到金屬間隙，損壞密封件而產(chǎn)生泄漏，這種情況涉及密封件本身的硬度及金屬間隙是否過大，如果在設(shè)計、選型、加工或安裝上處理不當，都會出現(xiàn)擠出損壞；四是腐蝕。表現(xiàn)出來的情況是密封件軟化甚至溶解，原因是密封件被媒體入侵，選用材料時發(fā)生錯誤。如果媒體含水或溶劑時都要特別注意。

泄露是機械設(shè)備常產(chǎn)生的故障之一。造成泄露的原因主要有兩方面：一是由于機械加工的結(jié)果，機械產(chǎn)品的表面必然存在各種缺陷和形狀及尺寸偏差，因此在機械零件聯(lián)接處不可避免地會產(chǎn)生間隙；二是密封兩側(cè)存在壓力差，工作介質(zhì)就會通過間隙而泄露。減小或消除間隙是阻止泄露的主要途徑。真空系統(tǒng)的密封，除密封介質(zhì)直接通過密封面泄露外，還要考慮下面兩種泄露形式：滲漏。即在壓力差作用下，被密封的介質(zhì)通過密封件材料的毛細管的泄露稱為滲漏；擴散。即在濃度差作用下，被密封的介質(zhì)通過密封間隙或密封材料的毛細管產(chǎn)生的物質(zhì)傳遞成為擴散。密封的作用就是將接合面間的間隙封住，隔離或切斷泄露通道，增加泄露通道中的阻力，或者在通道中加設(shè)小型做功元件，對泄露物造成壓力，與引起泄露的壓差部分抵消或完全平衡，以阻止泄露。

液壓橡膠密封件的密封效果，除了與密封裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，密封材料的性能及密封件的制造質(zhì)量有關(guān)外，還與密封件的裝配方法及裝配合理性有關(guān)。密封效果的優(yōu)劣，對機械液壓系統(tǒng)的可靠工作起著重要作用，采用正確的裝配方法進行裝配液壓設(shè)備，密封件不易受損，彈性好，使用壽命長，有利于提高產(chǎn)品的質(zhì)量和密封性能。

1.馬長福編著.實用密封技術(shù)問答.北京：總后金盾出版社，2001

2.彭兵等編著.橡膠密封制品.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009

3.張洪雁等.高性能橡膠密封材料.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007