常用密封件的种类和使用方法

1.O形密封圈

O形密封圈是一种截面呈圆形的橡胶密封圈，如图5.1.1所示。由于其结构简单、尺寸小、制造容易、装拆方便、密封可靠、价格低廉等优点，既可用于静密封，也可用于速度不高（0.005～0.3 m/s）的动密封，因此它是液压系统中使用最广泛的一种密封件。

O形密封圈装入密封圈槽后，其截面承受压缩应力而产生弹性变形。随着油液压力的升高，弹性变形加大，密封效果增强。但当油压高于10 MPa后，O形密封圈有被挤入配合间隙中的可能，如图5.1.1（c）所示，尤其在往复运动中，O形密封圈更容易被挤入间隙内而损坏。为此要在它的侧面安装1.25～2.5 mm厚的聚四氟乙烯挡圈，单向受力时在受力侧的对面安装一个挡圈，如图5.1.1（d）所示，双向受力时则在两侧各装一个，如图5.1.1（e）所示，以提高其密封压力和使用寿命。

O形密封圈的材料一般为丁腈橡胶或氟橡胶，前者的温度适用范围是-40～120℃，后者的温度适用范围是-20～200℃。

图5.1.1　O形密封圈

d—O形圈内径；d0—O形圈截面直径；h—勾槽深度；σ1，σ2—压缩量；p—油液压力

O形密封圈的安装沟槽，除矩形外，也有V形、燕尾形、半圆形、三角形等，实际应用中可查阅有关手册及国家标准确定。

任何形状的密封圈在安装时，都必须保证适当的预压缩量，过小不能密封，过大则摩擦力增大，且易于损坏。因此，安装密封圈的沟槽尺寸和表面精度必须按照有关手册给出的数据严格保证。

国标GB/T 3452.1—2005规定了O形密封圈的表示方法是内径×线径。例如，“O形密封圈7.5×1.8-G-N GB/T 3452.1—2005”中，“7.5”代表O形密封圈内径为7.5 mm，“1.8”代表O形密封圈的截面直径是1.8 mm，“GB/T 3452.1”代表标准号，“2005”代表标准公布的年代。

2.唇形密封圈

唇形密封圈是一种依靠其唇边受流体压力作用后，与被密封面紧密接触而形成可靠密封的元件，它主要用于往复运动的密封，如液压缸活塞和活塞杆处的动密封。唇形密封圈根据截面形状的不同，可分为Y形、V形、U形、L形等，其中比较常用的是V形和Y形密封圈。唇形密封圈的工作原理如图5.1.2所示，液压力将密封圈的两唇边h1压向形成间隙的两个零件的表面。这种密封的特点是能随着工作压力的变化自动调整密封性能，压力越高则唇边被压得越紧，密封性越好。当压力降低时唇边压紧程度也随之降低，从而减少了摩擦阻力和功率消耗。除此之外，这种密封还能自动补偿唇边的磨损，长时间工作保持密封性能不降低。

目前，液压缸中普遍使用如图5.1.3所示的所谓小Y形密封圈作为活塞和活塞杆的密封。

图5.1.2　唇形密封圈的工作原理

图5.1.3　小Y形密封圈

图5.1.4　V形密封圈

（a）支承环；（b）密封环；（c）压环

在高压和超高压情况下（压力值大于25 MPa），常用耐高压的V形密封圈。V形密封圈的形状如图5.1.4所示，它由多层涂胶织物压制而成，通常由压环、密封环和支承环3个环叠在一起使用。它的优点是耐高压，通过调节压环压力可以使密封效果最佳。当工作压力高于10 MPa后，可以通过增加中间密封环的数量提高密封效果，其最高工作压力可达50 MPa。(www.xing528.com)

唇形密封圈安装时应使其唇边开口面对压力油，使两唇张开，分别贴紧在机件的表面上。这种密封圈在安装时需要预压紧，因此摩擦阻力较大。

3.组合式密封件

随着液压技术的应用日益广泛，系统对密封的要求也越来越高，普通的密封圈单独使用已不能很好地满足密封要求，特别是使用寿命和可靠性方面的要求。因此，科研人员研究和开发了由包括密封圈在内的两个以上元件组成的组合式密封件。

图5.1.5（a）所示为由O形橡胶密封圈和高耐磨聚四氟乙烯圈组成的组合密封件，也称为格莱圈，可实现双向密封，多用于液压缸的活塞密封。格莱圈分为孔用和轴用两种，其密封作用是相同的。格莱圈中的聚四氟乙烯圈具有极佳的耐磨性、低摩擦和保形性，不存在橡胶密封圈低速时易产生的“爬行”现象。格莱圈中的O形密封圈可以为聚四氟乙烯圈提供足够的密封力，并对聚四氟乙烯圈的磨损起补偿作用。

图5.1.5　组合式密封装置

（a）格莱圈；（b）斯特圈
1—O形密封圈；2—聚四氟乙烯圈

当采用格莱圈作为活塞密封件的液压缸工作时，压力油通过O形密封圈的弹性变形挤压聚四氟乙烯圈，使之紧贴密封表面从而产生随油压升高而增大的密封力，阻止高压油的泄漏。格莱圈的工作压力范围为0～40 MPa，最高可达60 MPa，其允许的往复直线运动速度可达5 m/s，允许的往复摆动与螺旋运动速度可达3 m/s，使用温度范围由O形密封圈的材质决定，通常为-40～200℃。

图5.1.5（b）为由一个阶梯形的聚四氟乙烯圈2和O形密封圈1组成的组合密封，也称为斯特封，多用于液压缸的活塞杆密封。

组合式密封件充分发挥了橡胶密封圈和聚四氟乙烯圈的优点，不仅工作可靠、摩擦力小而稳定，而且使用寿命比普通橡胶密封提高近百倍，在工程上得到了广泛应用。

4.油封

油封（图5.1.6）通常指用于旋转轴上的唇形密封圈，也叫轴封，对内封油，对外防尘。目前液压泵、液压马达旋转轴的密封大多采用油封，以防止油液泄漏到壳体外部。

常用油封分为无骨架油封和有骨架油封两类，它们的区别在于其内部是否有直角形圆环金属骨架支撑。通常骨架油封的密封工作压力大于无骨架油封。油封的工作压力一般不超过0.1 MPa，某些耐压型油封的工作压力可达3 MPa。

图5.1.6　油封及其在轴上的安装

（a）无骨架油封；（b）有骨架油封
1—骨架；2—橡胶；3—自紧弹簧

油封规格的表示方法一般为：d×D×H（内径×外径×高度，单位mm）。油封前加字母标识，如TC表示一种橡胶完全包覆的带自紧弹簧的双唇骨架油封，一般常说的油封就是指这种TC骨架油封。

油封是标准件，可以从相关国家标准或厂家的产品目录中选用。