液压往复密封理论、技术与应用的进展

研究

 

现代工业领域中，密封技术起着举足轻重的作用，它是液压和气压系统性能得以保证的关
键。密封失效，不仅大幅度增加了后续维修成本，还可导致致命的灾难，如美国挑战者号航
天飞机发射爆炸，就是由于密封失效引起的。液压往复密封技术是建立在密封偶合面的润滑、
摩擦、磨损、传热、材料性质和结构设计原理之上，是液压系统中使用条件复杂，对密封装置
要求较高的动密封。本文作者通过对液压往复密封原理、密封关键技术和设计方法、密封结构
型式和应用的进展研究，提出未来往复密封技术的发展趋势和研究热点。

 

1 液压往复密封理论的进展 

液压往复密封理论实质上是研究相对运动表面的相互作用。自

20 世纪 70 年代新兴边缘学科

——摩擦、磨损和润滑学的出现，才将密封装置作为一个系统加以研究，使柔性（橡胶）与
刚性表面相对运动，比两个刚性表面相对运动的研究，出现了更新、更复杂的内容，从而也
大大丰富了动态密封理论。

 

1.1 密封偶合面的摩擦、磨损与润滑 

1.1.1 密封偶合面间的摩擦状态 

相互接触的往复密封偶合面间有干摩擦、

 边界摩擦、混合摩擦和流体摩擦 4 种状态。 

（

1）干摩擦是指密封偶合面没有任何润滑剂或保护膜的密封件与被密封面接触时的摩擦，

在实际往复密封中，不存在真正的干摩擦。

 

（

2）边界摩擦是指密封偶合面被吸附在表面的边界膜隔开，摩擦性质取决于边界膜和表面

的吸附性能时的摩擦。

 

（

3）流体摩擦是指密封偶合面被流体膜隔开，摩擦性质取决于流体内部分子间粘性阻力的

摩擦。

 

（

4）混合摩擦是指密封偶合面处于边界摩擦与流体摩擦的混合状态时的摩擦。 

往复密封停止运动停留较长时间，重新启动时会逼近干摩擦状态。静止时，润滑油膜在接触
压力的作用下，被挤成厚度很小的薄膜，此时间隙之间的油膜不完整，处于边界摩擦状态。
随着相对运动速度的提高，油液运动产生的动力使油膜厚度增加，形成流体摩擦。由于往复