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(fēng)汽車(chē)公司）

液壓橡膠密封件是機(jī)械產(chǎn)品的基礎(chǔ)元件，幾乎每個(gè)液壓產(chǎn)品都離不開(kāi)它，廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、摩托車(chē)、工程機(jī)械、通用機(jī)械。密封件用來(lái)防止液體泄漏，防止空氣和污染物進(jìn)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(jī)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(mǎn)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(dòng)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(wú)明顯的增加；二是良好的相容性。因液壓密封件長(zhǎng)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(duì)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(dòng)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(zhǎng)。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(jī)械強(qiáng)度等，并且使用壽命長(zhǎng)；五是是價(jià)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(duì)密封表面的加工精度等要求又較低，并且低格低廉。

對(duì)密封的基本要求是密封性好，安全可靠，壽命長(zhǎng)，并應(yīng)力求結(jié)構(gòu)緊湊，系統(tǒng)簡(jiǎn)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(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，系列化。

（2）液壓橡膠密封件的密封機(jī)理

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

按密封件與其作用相對(duì)運(yùn)動(dòng)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(shuō)來(lái)，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(chǎng)合。非接觸式密封的密封性較差，適用于較高速度的場(chǎng)合。

密封件的密封機(jī)理涉及兩個(gè)因素，一個(gè)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(dòng)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(jī)理對(duì)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(jì)；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(jì)和唇尖與彈簧中心的距離設(shè)計(jì)的綜合作用，產(chǎn)生了一種對(duì)軸面不對(duì)稱(chēng)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(guò)盈量（密封唇的內(nèi)徑在自由狀態(tài)、無(wú)負(fù)荷情況下設(shè)計(jì)為比軸的直徑略?。┑呐浜舷?，接觸壓力的這種不對(duì)稱(chēng)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(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)形成的，對(duì)密封性能起著決定性作用。因此，密封件需要一個(gè)試運(yùn)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(dòng)面的摩擦特性受流體的粘度與滑動(dòng)速度支配，在這個(gè)滑動(dòng)面上有油膜存在。密封件與軸的相互滑動(dòng)表面就在這個(gè)油膜分離的潤(rùn)滑狀態(tài)下運(yùn)動(dòng)，因此保持摩擦力小，磨損少。在密封件滑動(dòng)接觸面上油的流動(dòng)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)?；瑒?dòng)面的潤(rùn)滑良好，可防止磨損的進(jìn)行，由此沒(méi)有泄漏?？梢?jiàn)，對(duì)油封密封唇唇口材料，唇部形狀這兩個(gè)因素進(jìn)行微妙控制從而影響密封件的潤(rùn)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(jiǎn)單、易于制造、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，因此它們是液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的動(dòng)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(duì)密封表面產(chǎn)生較高地初始接觸應(yīng)力，從而阻止無(wú)壓力液體的泄漏。液壓缸工作時(shí)，壓力液體擠壓自封式壓緊型液壓密封件，使之進(jìn)一步變形，并對(duì)密封表面產(chǎn)生較大的隨壓力液體的壓力，嚴(yán)格地說(shuō)應(yīng)為壓強(qiáng)。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(dāng)工作壓力大于10MPa時(shí)，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(yùn)動(dòng)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(shù)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(shí)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(dòng)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(dòng)系統(tǒng)中勢(shì)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(dú)用作動(dòng)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(diǎn)

（1）液壓橡膠骨架油封的用途及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

油封是用于密封機(jī)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(chēng)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(lái)確定骨架油封所采用的材質(zhì)；外骨架油封，俗稱(chēng)鐵殼油封。由于其精確的同軸度，被廣泛用于精密機(jī)械設(shè)備或要求軸高旋轉(zhuǎn)同軸度的密封系統(tǒng)。對(duì)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(dāng)對(duì)油封的鋼性有更高的要求時(shí)，推薦選用SA、TA型外骨架油封。對(duì)于旋轉(zhuǎn)扭矩較低的轉(zhuǎn)軸，如小型電機(jī)，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(yùn)動(dòng)最高速度≤0.1m／s。 工作壓力＜0.05MPa。

機(jī)械的摩擦部分由于在機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有油進(jìn)入，為防止這些油從機(jī)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(shí)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(shí)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(dāng)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)為動(dòng)態(tài)密封，當(dāng)軸靜止時(shí)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(duì)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(qiáng)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(qiáng)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(guò)盈量”。因此，當(dāng)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(duì)軸產(chǎn)生一定的徑向緊力，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間運(yùn)行后，該壓力會(huì)迅速減小乃至消失，因而，加上彈簧可以隨時(shí)補(bǔ)償油封自緊力。油封外緣使油封在腔體孔內(nèi)固定的同時(shí)，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(dāng)油封固定在腔體內(nèi)時(shí)，起保持配合力的作用。密封唇部是柔性彈性體，設(shè)計(jì)成對(duì)機(jī)械的震動(dòng)及密封流體的壓力變動(dòng)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(méi)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(lái)保證對(duì)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(dòng)態(tài)和靜態(tài)密封的密封可靠性。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期開(kāi)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(jìn)而提高在更寬的負(fù)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(gè)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(jìn)行生產(chǎn)，以滿(mǎn)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(shuō)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(chǎng)合，其適用的密封介質(zhì)一般是礦物潤(rùn)滑油、潤(rùn)滑脂和合成潤(rùn)滑油、潤(rùn)滑脂。在特殊情況下也可密封潤(rùn)滑性低的酸類(lèi)，堿類(lèi)，有機(jī)溶劑類(lèi)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(wú)潤(rùn)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(rùn)滑能力，大大降低唇緣的磨損。單個(gè)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(duì)于油封材質(zhì)性能的影響，油封對(duì)密封介質(zhì)的相容性應(yīng)該通過(guò)實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)來(lái)確定。

密封介質(zhì)的污染可能是腔體鑄件制作過(guò)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(duì)密封特性的負(fù)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(diǎn)

所有液壓缸都必須安裝防塵圈。活塞桿回程時(shí)，防塵圈將粘在其表面上的臟物刮掉，保護(hù)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(duì)保護(hù)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(huì)大大的磨損導(dǎo)向套和活塞桿，雜質(zhì)進(jìn)入液壓介質(zhì)中，亦會(huì)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(duì)密封件的潤(rùn)滑也有益。防塵圈在設(shè)計(jì)時(shí)，不僅要適應(yīng)活塞桿，還必須在溝漕中起密封作用。

動(dòng)態(tài)功能：一個(gè)有效的防塵圈，其唇口相對(duì)于活塞桿的接觸力必須足夠大。有相當(dāng)高硬度的彈性材料最易得到這種效果。硬度達(dá)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(chǎng)合。

靜態(tài)功能：設(shè)計(jì)用于封閉式安裝溝槽的無(wú)增強(qiáng)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(shí)，整個(gè)防塵圈收縮，其外徑與溝槽之間的泄露風(fēng)險(xiǎn)就會(huì)出現(xiàn)。要取得滿(mǎn)意的效果，這種情況必然在防塵圈的設(shè)計(jì)中加以補(bǔ)償。

3.常見(jiàn)液壓橡膠密封件的種類(lèi)及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

（1）唇型密封件

液壓機(jī)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(lái)確定所用密封圈的數(shù)目，通常須借助于壓蓋的調(diào)整來(lái)補(bǔ)償密封圈的磨損量，其致命的弱點(diǎn)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(yùn)動(dòng)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(wú)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(guò)盈變形才產(chǎn)生密封，因接觸面積較小，摩擦力相對(duì)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(dòng)變大，與密封面接觸的長(zhǎng)度不斷增加，直到U形圈整個(gè)軸向長(zhǎng)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(dú)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(yùn)動(dòng)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(kāi)的唇部緊貼于密封表面而保持密封的，通?？蓡为?dú)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(zhǎng)。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(diǎn)外，YX形密封圈單獨(dú)使用時(shí)決不翻滾，進(jìn)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(yùn)動(dòng)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(duì)密封表面產(chǎn)生較高的初始接觸應(yīng)力，阻止無(wú)壓力液體的泄漏。液壓缸工作時(shí)，壓力液體擠壓并撐開(kāi)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(lái)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(duì)密封表面產(chǎn)生較高的初始接觸應(yīng)力，阻止無(wú)壓力液體的泄漏。液壓缸工作時(shí)，壓力液體通過(guò)○形密封圈的彈性變形始終擠壓和撐開(kāi)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(lái)圈。格來(lái)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(lái)圈和軸用格來(lái)圈，但其密封作用是一樣的，依其本身的變形對(duì)密封表面產(chǎn)生較高的初始接觸應(yīng)力，阻止無(wú)壓力液體的泄漏。液壓缸工作時(shí)，壓力液體通過(guò)○形密封圈的彈性變形始最大限度地?cái)D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(lái)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(jī)理與格來(lái)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(shí)，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(dá)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(dòng)液壓壓磚機(jī)、日用陶瓷制品，盤(pán)、碟類(lèi)等靜壓成型機(jī)及中壓注漿、高壓注漿衛(wèi)生陶瓷成型機(jī)廣泛應(yīng)用的液壓密封件幾乎都是組合密封件，如格來(lái)圈及斯特圈等。

○型圈（氟膠＼丁腈膠）用于靜密封和動(dòng)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?！鹦蚊芊馊τ捎谒圃熨M(fèi)用低及使用方便，因而被廣泛應(yīng)在各種動(dòng)、靜密封場(chǎng)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(shù)脂酸、糖類(lèi)和無(wú)機(jī)鹽等。彈性大，定伸強(qiáng)度高，抗撕裂性和電絕緣性?xún)?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(diǎn)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(hù)套以及其他通用制品。特別適用于制造扭振消除器、發(fā)動(dòng)機(jī)減震器、機(jī)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(diǎn)是耐磨性、耐老化和耐熱性超過(guò)天然橡膠，質(zhì)地也較天然橡膠均勻。缺點(diǎn)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(qiáng)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?xún)?yōu)良，耐老化性好，耐低溫性?xún)?yōu)異，在動(dòng)態(tài)負(fù)荷下發(fā)熱量小，易于金屬粘合。缺點(diǎn)是強(qiáng)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(yùn)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?；瘜W(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(chēng)。它具有天然橡膠的大部分優(yōu)點(diǎn)，耐老化由于天然橡膠，彈性和強(qiáng)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(diǎn)；其物理機(jī)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(diǎn)是耐寒性較差，比重較大、相對(duì)成本高，電絕緣性不好，加工時(shí)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(hù)套及各種防護(hù)套、保護(hù)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(diǎn)是氣密性好，耐臭氧、耐老化性能好，耐熱性較高，長(zhǎng)期工作溫度可在130℃以下；能耐無(wú)機(jī)強(qiáng)酸（如硫酸、硝酸等）和一般有機(jī)溶劑，吸振和阻尼特性良好，電絕緣性也非常好。缺點(diǎn)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(yùn)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(zhǎng)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(jì)配方、耐易按發(fā)性油：耐磨能承受機(jī)械汽車(chē)軸心轉(zhuǎn)速3000轉(zhuǎn)／時(shí)以下（此時(shí)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(guò)全部或部分氫化NBR的丁二烯中的雙鍵而得到的。其特點(diǎn)是機(jī)械強(qiáng)度和耐磨性高，用過(guò)氧化物交聯(lián)時(shí)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(diǎn)是抗臭氧、耐紫外線、耐天候性和耐老化性?xún)?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(jìn)行高填充配合。耐熱可達(dá)150℃，耐極性溶劑－酮、酯等，但不耐脂肪烴和芳香烴，其他物理機(jī)械性能略次于天然橡膠而優(yōu)于丁苯橡膠。缺點(diǎn)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(yùn)輸帶、汽車(chē)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(jī)基團(tuán)。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(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的曲軸油封，對(duì)氧，臭氧以及陽(yáng)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(lái)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(shí)規(guī)油封，○型環(huán)及密封圈。

聚氨酯橡膠。聚氨脂是抗拉強(qiáng)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(jī)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(zhǎng)，很多原用橡膠油封的場(chǎng)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(diǎn)是兼有良好的耐熱、耐油性能，在含有硫、磷、氯添加劑的潤(rùn)滑油中性能穩(wěn)定。同時(shí)耐老化、耐氧和臭氧、耐紫外線、氣密性?xún)?yōu)良。缺點(diǎn)是耐寒性差，不耐水，不耐蒸汽及有機(jī)和無(wú)機(jī)酸、堿。在甲醇、乙二醇、酮酯等水溶性溶液內(nèi)膨脹嚴(yán)重。同時(shí)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℃?？捎糜谥圃炷陀?、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?xún)?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(diǎn)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(qiáng)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(diǎn)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(guò)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(diǎn)是流動(dòng)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(diǎn)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(hù)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(xiàng)

在選購(gòu)維修用密封件時(shí)，建議采用下列程序去提高采購(gòu)密封件的準(zhǔn)確性：

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

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

溫度等級(jí)：從原廠機(jī)械使用說(shuō)明查閱或按實(shí)際工作環(huán)境評(píng)估工作溫度，決定所需使用材料。有關(guān)溫度等級(jí)的說(shuō)明可參考下面的生產(chǎn)用戶(hù)注意事項(xiàng)。

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

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

在具體選取密封件（如○形圈材料時(shí)），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(shí)間，運(yùn)行周期等工作條件，若用在旋轉(zhuǎn)場(chǎng)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(shí)，要考慮壓力方向。內(nèi)部壓力時(shí)，○形外徑應(yīng)比溝槽外徑D3大約1～2%，外部壓力時(shí)，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(wú)論油封的安裝部分設(shè)計(jì)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(shí)，外表面應(yīng)涂上適當(dāng)?shù)臐?rùn)滑劑，唇口應(yīng)涂上適合的清潔潤(rùn)滑脂，帶有防塵唇的油封，應(yīng)在主付唇間填滿(mǎn)適合的清潔潤(rùn)滑脂，再進(jìn)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(shí)，應(yīng)采用專(zhuān)用工具推入，防止位置偏斜。

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

常見(jiàn)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(dāng)硬度過(guò)高時(shí)，密封件不能填充與配合零件之間的間隙，就會(huì)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(yùn)動(dòng)速度和傳動(dòng)媒體等，不同的密封材料適應(yīng)不同的運(yùn)動(dòng)速度；三是擠出：當(dāng)密封件承受過(guò)大壓力時(shí)會(huì)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(guò)大，如果在設(shè)計(jì)、選型、加工或安裝上處理不當(dāng)，都會(huì)出現(xiàn)擠出損壞；四是腐蝕。表現(xiàn)出來(lái)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(shí)發(fā)生錯(cuò)誤。如果媒體含水或溶劑時(shí)都要特別注意。

泄露是機(jī)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(jī)械加工的結(jié)果，機(jī)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(jī)械零件聯(lián)接處不可避免地會(huì)產(chǎn)生間隙；二是密封兩側(cè)存在壓力差，工作介質(zhì)就會(huì)通過(guò)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(guò)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(guò)密封件材料的毛細(xì)管的泄露稱(chēng)為滲漏；擴(kuò)散。即在濃度差作用下，被密封的介質(zhì)通過(guò)密封間隙或密封材料的毛細(xì)管產(chǎn)生的物質(zhì)傳遞成為擴(kuò)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(duì)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(jì)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(duì)機(jī)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(jìn)行裝配液壓設(shè)備，密封件不易受損，彈性好，使用壽命長(zhǎng)，有利于提高產(chǎn)品的質(zhì)量和密封性能。

1.馬長(zhǎng)福編著.實(shí)用密封技術(shù)問(wèn)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