Page 57 - 《橡塑技术与装备》2023年11期

综述与专论 李杰 等·特种密封弹性体在工程机械行业的应用进展

封元件的材料能够适应不同的环境条件。对密封材料
的要求 ：
（1）要有适当的机械强度和硬度，压缩性和回弹
性好，永久变形量小 ；
（2）高温下不分解软化，低温下不脆裂 ；
（3）耐腐蚀性能好，在酸、碱和油等介质中能长
期工作，并且其体积变化和硬度变化小 ；
（4）摩擦系数要小，耐磨性能好 ；
（5）耐老化性好，耐候性好 ；
（6）取材和加工制造容易，价格便宜等。
1.2 典型特种弹性体的基本性能
典型特种弹性体的基本性能见表 1。
表 1 典型特种密封弹性体的基本性能
特种弹性体材料 基本性能
图 2 特种密封弹性体在工程机械设备上的应用
高、 低 温（-55~205 ℃范围内可以使用）；电
11
绝缘性好（电阻率 /(Ω·cm 为 1.5×10 ，介电
氟硅橡胶 常数在 7 左右）；特殊的表面性能 ；透气性好 ； 用的润滑油大部分采用极压润滑，即在润滑油中加入
耐辐射、耐油及其他化学药品 ；耐高温（可在
Cl、P、F 等元素的化合物，使其在金属表面形成一层
300 ℃下短期使用）。
耐高温、耐天候、耐臭氧 ；气体渗透性低 ；物
保护膜，这些添加剂元素对密封材料有极大的腐蚀破
氟橡胶 理机械性能较好。优异的耐油性（汽车燃油和
发动机油）。 坏作用，增加渗漏的风险。
耐天候、臭氧性 ；耐新型制冷剂 ；耐磨 ；耐动
通过企业走访和调研，工程机械行业传动系统主
态疲劳性 ；耐热（可在 180 ℃的高温下工作）；
氢化丁腈橡胶
优异的耐油性（特别是含极性添加剂的齿轮油、 要用的特种密封弹性体如表 2 所示。
汽车发动机油和液压油）。
耐天候、臭氧 ；耐热性（可在 170 ℃的高温油 表 2 传动系统主要用特种密封弹性体
丙烯酸酯橡胶
中使用）。 密封元件 工作介质 主要性能要求 特种密封弹性体
耐磨性极佳，耐热、耐寒、耐溶剂和耐腐蚀性 发动机曲轴 机油 耐高低温、耐油、 氟橡胶、氢化丁腈橡
能好，具有极低的透气性。但弹性极差 , 膨胀 前油封 耐腐蚀、耐磨 胶、改性 PTFE
改性聚四氟乙烯 发动机曲轴 耐高低温、耐油、
系数大 ；用于高温或低温条件下的酸、碱、 盐、 机油 氟橡胶、改性 PTFE
溶剂等强腐蚀介质 ；温度范围 -20~260 ℃。 后油封 耐腐蚀、耐负载
优异的耐磨性和良好的不透气性， 耐油、耐氧 变速器密封 齿轮油 耐高低温、耐油、 丙烯酸酯橡胶、聚氨
及臭氧老化。缺点是不耐水、蒸汽、酸碱及酮类； 元件 耐磨 酯、氟硅橡胶
聚氨酯 减速器密封 耐高低温、耐油、
用于石油基液压油、难燃液压液的中、高压液 齿轮油 氟橡胶、氢化丁腈橡胶
压缸 ；温度范围 -20~80 ℃。 元件 耐腐蚀、耐负载
车桥密封元 耐高低温、耐油、 氟橡胶、氢化丁腈橡
齿轮油
件 耐腐蚀、耐负载 胶、改性 PTFE
2 特种密封弹性体在工程机械行业的应 转向系统密 液压油 耐高低温、耐油 丙烯酸酯橡胶、氢化丁
封元件 腈橡胶
用 气门杆密封 耐高低温、耐压
工程机械设备的五大部分需使用特种密封弹性体 , 元件 机油 缩永久变形 氟橡胶
如图 2 所示。 传动系统是工程机械设备的动作执行单元，为提
2.1 传动系统 供设备的可靠性，很多人对特种密封材料进行了研究。
工程机械设备的传动系统一般是指把动力从原动 屈盛官等 [3] 对大功率柴油机曲轴油封的密封性能进行
机传递到负载的机械装置，主要包括发动机、变速箱、 了研究，采用了带回流线型的氟橡胶油封和复合材料
减速机、车桥、转向系统等。在整机设计时为了使设 油封，并在结构设计和装配与使用上加以改进，通过
备能够在寒冷以及高温地区正常工作，对所用密封元 油封的部件台架试验、整机台架试验和试车试验加以
件提出了严格的要求，一般要求发动机用密封元件的 验证，取得了良好的效果。宋有国等 [4] 对康明斯发动
工作温度范围为 ：-45~200 ℃，变速箱及其他传动部 机曲轴后油封密封性能进行了研究，发现发动机 6B
件中密封元件使用的材料能够在 -40~170 ℃的齿轮油 后油封为双唇形骨架式复合油封，骨架采用冷轧钢，
中保持良好的物理机械性能 [2] 。同时，工程机械中所 密封材料为复合特性 PTFE，采用回流型结构，密封

年
2023 第 49 卷 ·9·