橡胶密封件的类型及使用条件

常用往复密封件的选型与应用

在静密封场合，主要是O形圈；在动密封场合，各种动密封件名目繁多。动密封件按其功用可分为旋转密封件和往复密封件。特别是往复密封件品种多。

1 往复密封件的分类

往复密封件按功用可分为防尘圈、轴用密封圈、孔用密封圈。

往复密封件按结构可分为唇形密封件、组合密封件。唇形密封件按结构又可分为蕾形圈、T形圈、Y形圈及其派生产品、整体式活塞密封(气动)、自动补偿薄型紧凑密封PZ(气动)等；组合密封件按结构可分为同轴组合密封件、V形组合密封件、多功能紧凑型组合密封件。

（1）防尘圈

防尘圈可分为唇形防尘圈、特康组合防尘圈、佐康组合防尘圈，其中唇形防尘圈又可分为有骨架唇形防尘圈、无骨架唇形防尘圈。

1)骨架唇形防尘圈：它是利用骨架与腔体孔的过盈配合来实现防脱，防尘圈唇口与缸头端部齐平，该结构可使唇口免遭外部原因损坏，多用于工程机械、垃圾车等行走机械唇口易被损坏的场合(图3-27)。

2)无骨架唇形防尘圈：它安装在缸头前端的闭式沟槽内，设计时须将唇口稍稍凸出缸头端部，以便易于清除唇口所挡出的污物，该结构安装方便，应用最广，可用于一般工业液压、行走液压与气动(图3-25、3-28、3-29、3-30、3-31)。

3)特康组合防尘圈(聚四氟乙烯+橡胶)：它利用O形圈的弹性对已磨损的聚四氟乙烯(PTFE)唇口进行实时磨损补偿，配以不同材质O形圈后可用于高速、高温及特殊工作介质的场合(图3-26)。

4)佐康组合防尘圈(聚胺脂+橡胶)：不常用，结构同特康组合防尘圈，区别在于将聚四氟乙烯(PTFE)部分改成聚胺脂(Pu)。它利用O形圈的弹性对已磨损的聚氨脂(Pu)唇口进行实时磨损补偿，其优点是比普通唇形防尘圈寿命更长。(图3-26)防尘圈使用注意事项：所有防尘圈均不能承压，即不具有密封功能，它的作用仅在于防尘，它必须与其它密封件配套使用：设计时应避免防尘圈的唇口与活塞杆孔眼或扳手对边相接触而导致被割破。

（2）轴用密封圈

轴用密封圈可分为轴用唇形密封圈、轴用组合密封圈。

1)轴用唇形密封圈：轴用Y形圈及其派生产品(Yx形圈、U形圈、缓冲环等)、轴用蕾形圈、轴用T形圈。

2)轴用组合密封圈：轴用同轴组合密封圈(斯特封)、轴用V形组合圈、轴用多功能紧凑型组合圈(SM：B+S)。

（3）孔用密封圈

孔用密封圈可分为孔用唇形密封圈、孔用组合密封圈。

1)孔用唇形密封圈：孔用Y形圈及其派生产品(Y形圈、Yx形圈、u形圈)、孔用蕾形圈、孔用T形圈，适用于气动的还有整体式活塞密封(DP／DK：Parker)、自动补偿薄型紧凑密封(PZ：Parker)。

2)孔用组合密封圈：孔用同轴组合密封圈(孔用格来圈、孔用斯特封)及其派生产品(朋封：B+S、OK封：Parker、SPG：NOK、SPGW：NOK等)、孔用V形组合圈、孔用多功能紧凑型组合圈(DAS：B+S、DSM：B+S、ZW：Parker、ZX：Parker等)。

（4）导向环

从严格意义上讲，它不属于密封件，因为它不具有密封功能，从广义上讲，它也可以说是密封件，因为它是密封组合结构中不可缺少的配角。

导向环，又叫耐磨环、支承环，当成卷供应时又叫导向带、耐磨带等。它的作用是对活塞和活塞杆起导向和吸收径向力。它与金属耐磨环相比有很多优点，主要表现在：能吸收机械振动；允许有较大的径向间隙，不会因同轴度稍差出现活塞杆别劲；维修更换方便且成本较低。它的材质主要有改性聚四氟乙烯、酚醛树脂+夹布织物、聚甲醛+玻璃纤维等。

改性聚四氟乙烯导向环：起动阻力小，低速时不易爬行；低摩擦，适用于高速、中、轻载气缸和液压缸场合(气缸基本上采用这种导向环)；加入石墨等填充剂后可适用于无油润滑的气缸。酚醛树脂+夹布织物、聚甲醛+玻璃纤维导向环：其承载能力可达改性聚四氟乙烯导向环的几十乃至一百多倍，适用于重载、高压液压缸场合。

2 常用往复密封的组合结构应用

（1）活塞杆密封(扩号内支承环在紧凑时可省略)

1)防尘圈+Y形圈(+支承环)+轴用斯特封+支承环(图3-25)：适用于中、高压场合的工业液压和行走机械液压缸，第一道密封的主要作用承压，其次才是密封，它能抵挡住高压油液对第二道密封(唇形密封圈一般不能承受高压)的损害，另外，轴用斯特封的回油功效也很好，它能将第一、二道密封间的淤油回流到油缸腔体，不会形成困油区，第二道密封的作用完全是密封，它是对第一道密封的增补和加强。

图3-25 防尘圈+Y形圈(+支承环)+轴用斯特封+支承环

2)防尘圈+斯特封(+支承环)+轴用斯特封+支承环(图3-26)：适用于高压、高温、高速、耐腐蚀场合的工业液压和行走机械液压缸，该双斯特封结构摩擦系数更小(防尘圈用特康型更好)，可实现高速运行，若将斯特封和特康防尘圈的O形圈材质改为氟橡胶，则可用于高温和抗燃液压介质场合。

图3-26 防尘圈+斯特封(+支承环)+轴用斯特封+支承环

3)防尘圈+Y形圈+缓冲环+支承环(图3-27)：适用于工况较恶劣、有液压冲击的工程机械液压缸，该结构紧凑，缓冲环回油功效好，不会形成困油区，防尘圈带骨架，唇口与缸头端面齐平，不易被砂石等损伤。

图3-27 防尘圈+Y形圈+缓冲环+支承环

4)防尘圈+BD+支承环(图3-28)：适用于一般场合的中、低压工业液压缸，图中密封件为Parker的BD圈，它是Y形圈的派生产品，夹在唇口间的O形圈具有补偿磨损的作用，使其低压密封性能更好。该处同样也可装h形圈、u形圈等。

图3-28 防尘圈+BD+支承环

(5)防尘圈+轴用V型圈(图3-29)：适用于大型、重载、有液压冲击及压力、温度、速度变化范围大、难以预测的恶劣工况下的中、高压场合液压缸，常用于冶金，轴用V型圈磨损后可通过减少调整片或调节环首螺钉来补偿磨损量，从而实现延长使用寿命的目的。它对油液污染不敏感，但它的起动阻力较大。轴用V型圈安装时各元件须交错成1200 ，这样沟槽的长度不会改变：由于它的切开式结构和开式安装沟槽，故在维修时无需全部拆卸油缸。

图3-29防尘圈+轴用V型圈

6)防尘圈+SM+支承环(图3-30)：它是图3-29所示结构的新型替代品，在大多情况下均可替代，但磨损后不可补偿。

图3-30 防尘圈+SM+支承环

7)防尘圈十轴用蕾形圈／T形圈十支承环(图3-31)：它的功效与图4所示的结构相似，但须开式安装沟槽。

图3-21 防尘圈+轴用蕾型圈+支承环

8)气动防尘组合圈+耐磨铜套(图3-32)：该结构为气缸常用活塞杆密封，防尘组合圈既具有防尘有具有低压密封功效，耐磨铜套若改为PTFE支承环性能将更好。

图3-32 气动防尘组合圈+耐磨铜套

（2）活塞密封

1)v形圈+支承环+Y形圈(图3-33)：该结构适用于一般场合的中、低压工业液压缸和气缸，图中Y形圈也可替换为h形圈、u形圈等派生产品。注意沟槽两侧的台肩高度，须保证H1≥2／3H(液压缸)、H1≥l／2H(气缸)。

图3-33 Y形圈+支承环+Y形圈

2)支承环+孔用格来圈+支承环(图3-34)：适用于高压、高温、高速、耐腐蚀场合的工业液压和行走机械液压缸，孔用格来圈结构摩擦系数更小，可实现高速运行，若将格来圈的O形圈材质改为氟橡胶，则可用于高温和抗燃液压介质场合。

图3-34 支承环+孔用格来圈+支承环

3)支承环+OK／SPG+支承环(图3-35)：它是图3-34所示结构的新型替代品，OK封和SPG因其弹性件改为方形橡胶圈，提高了抗翻转能力。另外，OK封的密封环部分采用了复合热塑性材料聚酰胺树脂，其硬度比格来圈的密封环材料聚四氟乙烯硬，故不易划伤、不易被挤出密封间隙，其结构又为阶梯断开式，安装时无须安装专用工具，直接徒手安装即可。

图3-35 支承环+OK／SPG+支承环

4)支承环+Y3／SPGW+支承环(图3-36)：它也是图3-34所示结构的新型替代品，Y3和SPGW的结构比SPG更先进些，密封环的两边被加上挡圈，与SPG相比更不易被挤出密封间隙。

图3-36 支承环+Y3／SPGW+支承环

5)ZW／ZX／DAS组合圈(图3-37)：适用于低、中、高压场合安装空间紧凑的工业液压和行走机械液压缸，低压密封性能好，内泄漏小，但起动阻力较大。三者均是由弹性密封(NBR)、挡圈(聚脂橡胶)、导向环(玻纤一热塑性聚合物)三合一组成，均为闭式安装沟槽，挡圈和导向环为切开式结构，它们与弹性密封装于同一沟槽。挡圈结构特殊，能有效防止弹性密封在工作时不必要的旋转。该型设计精减了沟槽数量，结构紧凑，安装方便，无须安装工具，只须将挡圈和导向环的切口错开直接徒手安装即可。

图3-37 ZW／ZX／／DAS组合圈

6)DSM组合圈(图3-38)：它既具有V型圈耐液压冲击抗侧向载荷又具有DAS组合圈结构紧凑的优点，它比DAS组合圈更耐高压，但须开式安装沟槽，建议与轴用SM组合圈配套使用。适用于中、高压场合的工业液压和行走机械液压缸。

图3-38 DSM组合圈

7)孔用V型圈+支承环+孔用V型圈(图3-39)：适用场合与特点同上述轴用V型圈，常与轴用V型圈配套使用。

图3-39 孔用V型圈+支承环+孔用V型圈

8)孔用蕾形圈+支承环+孔用蕾形圈(图3-40)。

图l6 孔用蕾形圈+支承环+孔用蕾形圈

9)PZ+支承环(图3-41)：适用于一般气缸，Pz圈唇口与缸壁接触面小，故起动与运行时摩擦阻力极小，其“z”形结构能自动补偿磨损量，与其它气动密封件相比截面积最小，结构紧凑，价格也相对便宜，故使用很广泛。

图3-41 PZ+支承环 图3-42 PZ

10)PZ(图3-42)：适用于短行程薄型气缸，此时可省略支承环，进一步节省轴向安装空间。

11)支承环+AQ+TL用斯特封+支承环(图3-43)：该结构也可根据需要在AQ封和孔用斯特封之间再加一个支承环。专门适用于活塞式蓄能器，AQ封装于氮气侧，用作气体的低泄漏密封，孔用斯特封装于油液侧，用作油液的高压密封。

图3-43 支承环+AQ+孔用斯特封+支承环

3 往复密封件的常用材料

往复密封件的常用材料为橡胶(NBR、FPM等)及其夹织物、聚氨脂(Pu)、改性聚四氟乙烯(PTFE)、热塑性材料。

（1）橡胶材料的特性

1)温度适应范围较宽，氟、硅等特殊材质橡胶的应用扩大了橡胶材料的适用范围；

2)与介质的适应性好，可根据不同工况选择不同胶料；

3)弹性好，常与Pu、PTFE等材料配套使用组成组合密封圈，它起着补偿磨损量的作用；

4)跟随性好，低压密封性能好，可用于气动密封；

5)对润滑条件要求高，不可用于无润滑的气动；

6)摩擦系数高，许用速度较低(许用运行速度为V＜0.5m／s)；

7)材质较软，不耐高压，易被挤出到密封间隙损坏(许用压力范围：纯橡胶为＜10MPa，夹布橡胶：25～70MPa)。

（2）聚氨脂PU(又叫佐康)材料的特性：

1)温度适应范围较窄，不耐高温，(国外PU密封件许用温度范围：一30℃～+l10℃，国内Pu密封件许用温度范围：一l0℃～+80℃)；

2)耐油性好，但易水解，不能用于含水介质和磷酸脂基抗燃介质；

3)对沟槽的加工精度、粗糙度不敏感，对油液的清洁度不敏感；

4)对润滑条件要求不高，可用于无润滑的气动密封；

5)摩擦系数中等，能满足绝大多数常规液压缸速度要求(许用运行速度为0.03＜v＜0.8m／s)；

6)耐压中等，无须加挡圈就能满足常规的液压缸要求(许用压力范围：2.5～21MPa)；

7)最耐磨，机械性能好，寿命长，使用最广泛。

（3）聚四氟乙烯PTFE(又叫特康)材料的特性：

1)温度适应范围最宽，既耐高温又耐低温(许用温度范围：一200℃～+270℃)，与橡胶件组合后许用温度同橡胶件；

2)适用于所有化学介质；

3)对沟槽的加工精度、粗糙度最敏感，对油液的清洁度最敏感；

4)极小的起动和运动摩擦力，摩擦系数仅为橡胶的2／20，既可用于低速场合，又可用于高速场合，低速时无“爬行”，高速时线速度最高可达25m／s；

5)无弹性，须与弹性好的橡胶件配合使用，利用橡胶件的弹性对其进行磨损补偿：

6)材质硬，抗冷流：但跟随性差，低压密封性能差，一般多用于中高压场合；

7)强度低，不耐磨，须加入5-40％填充剂(如：铜粉、碳纤维、石墨等)来增加强度和改善耐磨性；

8)价格贵，改性生产工艺复杂(须加入填充剂后约+327℃左右高温下烧结20小时以上)；

9)安装活塞杆及密封件需抹润滑油或润滑脂，但润滑脂中不能含有二硫化钼，硫化锌；

10)组合圈的特康材料部分须在油里或水里加热到80℃～120℃才能装到闭式沟槽中。

免责声明：本文系网络转载，版权归原作者所有。但因转载众多，或无法确认真正原始作者，故仅标明转载来源，如标错来源，涉及作品版权问题，请与我们联系，我们将在第一时间协商版权问题或删除内容！信息来源网络，稍作整理，不代表本工作室观点，仅做橡胶行业技术人员参考。本公众号以网摘为主，目的是做橡胶行业免费开放的交流平台，共同提高橡胶行业技术人员认知，没有任何商业目的。返回搜狐，查看更多