Уплотнительные устройства в машиностроении

Московский государственный технический университет 
имени Н.Э. Баумана 

 
 
 
Уплотнительные устройства 
в машиностроении 
 
 
Учебное пособие 
 

 

 

 

 
 

 

 

 

 

 

 

 

 
 

 

УДК 621.643.44  
ББК 34.41 
 У66 
 
Издание доступно в электронном виде на портале ebooks.bmstu.ru  
по адресу: http://ebooks.bmstu.ru/catalog/92/book1591.html 

Факультет «Робототехника и комплексная автоматизация» 
Кафедра «Инженерная графика» 

Рекомендовано Редакционно-издательским советом  
МГТУ им. Н.Э. Баумана в качестве учебного пособия 

Рецензент  
канд. техн. наук, доцент Г.А. Пугин 

 
 
 
Уплотнительные устройства в машиностроении : учебное 
пособие / Б. Г. Жирных, Е. С. Михеенкова, Т. Н. Овсянникова, 
В. И. Смирнова. — Москва : Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 
2017. — 23, [1] с. : ил. 
ISBN 978-5-7038-4595-0 
Приведены сведения об основных типах уплотнительных устройств, 
их характеристиках, изображении на чертеже. Даны рекомендации по 
выполнению требований государственных стандартов.  
Для студентов 1-го и 2-го курсов всех специальностей МГТУ 
им. Н.Э. Баумана, изучающих дисциплину «Инженерная графика». 
 
 
УДК 621.643.44  
 
ББК 34.41 

  
 МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2017 
  
 Оформление. Издательство  
ISBN 978-5-7038-4595-0 
МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2017

У66 

Предисловие 

В курсе «Инженерная графика» при выполнении чертежей 
сборочных единиц различного назначения возникает необходимость 
изображения уплотнительных устройств. 
Цели данного пособия: 
– ознакомить студентов с типами уплотнительных устройств, 
наиболее часто применяемых в машиностроении, их назначением; 
– дать представление о конструкции уплотнительных устройств 
и требованиях, предъявляемых к ним в процессе эксплуатации; 
– показать типичные варианты изображения этих устройств 
на чертеже; 
– закрепить навыки работы со справочной литературой. 
В данном учебном пособии приведены примеры уплотнительных 
устройств, изучаемых в курсе «Инженерная графика».  
 
 
 

Общие сведения 

Уплотнение — это устройство, которое обеспечивает герметичность 
в подвижных и неподвижных соединениях, предотвращает 
утечку жидкости или газа через зазоры между деталями, 
защищает поверхности деталей от попадания пыли, грязи и т. п. 
При создании гидравлических и пневматических устройств, 
работающих в широких диапазонах значений давления и температуры, 
предъявляют строгие требования к надежности и долговечности 
уплотнительных узлов. 
В процессе проектирования необходимо уделять большое внимание 
рациональному выбору уплотнительного устройства и его 
конструкции для обеспечения безопасности при работе, поскольку 
утечка рабочей среды по причине отсутствия герметичности в соединении 
может привести к выходу из строя механизмов и к травмам 
обслуживающего персонала. Выбор типа уплотнения и конструкции 
уплотнительного узла, пригодного для указанных условий 
эксплуатации, должен обеспечить герметизацию, которая достигается 
устранением зазора или обеспечением малого зазора 
между поверхностями деталей, участвующих в соединении. 
Среди требований, предъявляемых к уплотнениям, нужно 
учитывать износостойкость, теплостойкость, химическую стойкость, 
коррозионную стойкость. В зависимости от условий эксплуатации 
и назначения уплотнения изготовляют из различных 
материалов (текстиль, техническая резина, технический войлок, 
фторопласт, паронит, асбестовый шнур, графит и др.). 

Типы уплотнительных устройств 

По характеру уплотняемых соединений данные устройства 
подразделяют следующим образом: 
1) для соединений, детали которых совершают возвратно-
поступательное движение (штоки, шпиндели, поршни); 
2) для соединений, детали которых совершают вращательное 
движение (уплотнения валов); 
3) для неподвижных соединений. 

По принципу действия устройства бывают: 
1) контактными, обеспечивающими герметичность за счет 
плотного прилегания деталей к соответствующим (сопряженным) 
поверхностям соединения; 
2) бесконтактными, работающими при наличии зазоров в соединении. 

По виду уплотняющего элемента устройства подразделяют на механические, 
эластичные, диафрагменные, жидкостные, набивочные. 
В основу конструирования уплотнений положены следующие 
принципы: 
1) уменьшение утечки через зазоры благодаря увеличению 
гидравлического сопротивления (бесконтактные механические 
уплотнения); 
2) предотвращение утечек в результате устранения или 
уменьшения зазоров путем точной подгонки размеров контактных 
поверхностей деталей (механические уплотнения); 
3) применение эластичных материалов, превращающих соединения 
с натягом в подвижные и разъемные (эластичные 
уплотнения); 
4) заполнение зазора герметизирующей набивкой (набивочные 
уплотнения); 
5) разделение двух сред плотной перегородкой с применением 
сильфонов (диафрагменные уплотнения); 
6) заполнение зазора герметизирующей жидкостью с особыми 
физическими свойствами, например с высокой вязкостью (жидкостные 
уплотнения). 
Уплотнение, состоящее из нескольких однотипных элементов, 
называют многоступенчатым. Примером такого соединения 
является лабиринтное устройство. 

Механические уплотнения 

Механические уплотнения — наиболее широко распространенный 
тип уплотнений. Их подразделяют на контактные и бесконтактные. 

Контактные уплотнения обеспечивают герметизацию за счет 
сжатия прокладки и ее плотного прилегания к опорным поверхностям 
соединяемых деталей. К ним относятся кольцевые и фасонные 
прокладки (рис. 1). Они могут иметь плоскую или гребенчатую 
поверхность. 

Рис. 1. Прокладки: 
а — кольцевая; б — фасонная 
 
Прокладки различной конфигурации (рис. 2) используют для 
уплотнения соединений в многоцилиндровых автотракторных 
двигателях. 
 

 
Рис. 2. Различные конфигурации прокладок 

К механическим контактным уплотнениям относятся торцевые 
уплотнения. 
Для уплотнения между корпусом и крышкой шестеренного 
насоса устанавливают прокладку из картона (рис. 3). Форма прокладки 
точно согласуется с формой соединяемых деталей.  

Рис. 3. Конструкция шестеренного насоса: 
а — корпус; б — крышка; в — картонная прокладка 

Задание размеров на корпусе, крышке и прокладке должно 
обеспечить совпадение сопряженных размеров, гарантирующих 
точность подгонки и соединения всех трех деталей. 

Бесконтактные уплотнения 

Бесконтактные уплотнения применяют для уплотнения подвижных 
соединений пар вращательного и возвратно-поступательного 
движения. Они обеспечивают постоянный гарантированный 
зазор в соединении. Преимуществом этих уплотнений по 
сравнению с контактными является отсутствие трения и износа в 
соединении, что обеспечивает относительно небольшие потери 
мощности при высокой надежности и долговечности. 
Существенным недостатком бесконтактных уплотнений является 
отсутствие абсолютной герметизации, при этом в зазоре 

устройства всегда присутствует некоторое количество смазочного 
материала. 
За бесконтактным уплотнением предусматриваются полости 
для отвода утечек. Эти полости часто применяют в качестве первой 
ступени, предназначенной для понижения давления перед 
контактными уплотнениями. 
Уплотнения, имеющие зазоры сложной формы, называют лабиринтными. 
Уплотняющее действие лабиринтного устройства 
основано на создании малого извилистого зазора между неподвижными 
и вращающимися деталями узла. Зазор заполняют 
пластичной или жидкой смазкой. Лабиринтные уплотнения применяют 
для защиты от вытекания смазки и попадания в нее влаги 
и грязи из внешней среды. Их недостатком является сложность 
конструкции и необходимость тщательного монтажа для сохранения 
заданных размеров зазоров.  

Уплотнения в неподвижных соединениях 

В резьбовых соединениях, 
не обеспечивающих 

герметичность, 
применяют прокладки, 
для 
которых 
предусматривают 
обработанные 
поверхности, с тем 
чтобы удельное давление 
на рабочей поверхности 

прокладки 
не 
превышало расчетного 
значения. 
Герметичность 
соединения обеспечивает 

прокладка, 
установленная 
между 
корпусом и заглушкой 
(рис. 4, а). Прокладка 
также может быть прижата 
к плоскости корпуса 
крышкой с помощью 
болтов (рис. 4, б). 

 
Рис. 4. Варианты установки прокладок  
в неподвижных соединениях: 
а — с помощью заглушки; б — болтовым соединением 

Материалы, используемые для изготовления прокладок 

Прокладки по материалам можно подразделить на металлические, 
неметаллические (рис. 5) и комбинированные (рис. 6).  
 

 
Рис. 5. Неметаллические прокладки 

 
Рис. 6. Комбинированные прокладки 

Комбинированная прокладка имеет сложную конструкцию. 
Облицовку выполняют из листовой латуни, а внутреннюю полость 
заполняют асбестом.  
В устройствах, работающих при повышенных температурах, в 
качестве прокладочного материала применяют асбестовый картон 
в виде листовых пластин или шнура. Картон — плотный волокнистый 
материал, устойчивый к нагреванию, толщиной 2…10 мм. 
Пример обозначения картона марки КАОН-1 длиной 900 мм, 
шириной 900 мм и толщиной 2 мм: 
Картон асбестовый КАОН-1-900-900-2 ГОСТ 2850–95 
Асбестовый шнур применяют для уплотнения и теплоизоляции 
неподвижных деталей машин и аппаратов.  
Пример обозначения асбестового шнура общего назначения 
диаметром 3 мм: 
Шнур асбестовый ШАОН 3 ГОСТ 1779–83 

Асбестовый картон имеет рыхлую структуру и низкую прочность, 
поэтому из асбеста чаще изготовляют комбинированные 
прокладки. Внутреннюю (срединную) часть выполняют из асбеста, 
а облицовку — из тонкого металла в форме колец различного 
сечения. 
Пропитанный маслом картон хорошо работает при низких 
давлениях в устройствах типа нефте-, масло- и бензопроводов 
при температуре 80…85 °C. 
Для уплотнения плоских разъемов неподвижных соединений 
с максимальным давлением рабочей среды 6,4 МПа используют 
паронит. Паронит — листовой прокладочный материал, изготовленный 
прессованием массы, состоящей из асбеста, каучука и 
порошковых минеральных наполнителей. Его широко применяют 
для работы в агрессивных средах, для обеспечения герметизации 
фланцевых соединений в трубопроводах, резервуарах и т. п. Паронит 
является универсальным прокладочным материалом и используется 
в арматуре для газов, растворов щелочей, аммиака, 
масел и т. п. при температуре до 450 °C. На поверхностях соединяемых 
деталей выполняют две-три канавки, в которые вдавливается 
прокладка из паронита. 
Пример обозначения листов паронита марки ПОН толщиной 
0,6 мм, шириной 500 мм и длиной 750 мм: 
Паронит ПОН 0,6500750 ГОСТ 481–80 
Пример обозначения прокладки типа А для фланца с условным 
диаметром проходного отверстия трубопровода Dу = 100 мм 
на pу = 1,6 МПа: 
Прокладка А-100-16 ГОСТ 15180–86 
Для сальниковых уплотнений используют войлок. Пример 
условного обозначения войлока полугрубошерстного толщиной 
10 мм: 
Войлок ПС 10 ГОСТ 6308–71 
Для изготовления изделий, обладающих высокими диэлектрическими 
свойствами, применяют фторопласт. Пример обозначения 
фторопласта-4 сорта 1: 
Ф-4, сорт 1 ГОСТ 10007–80 
В современных конструкциях в самосмазывающихся механических 
частях, таких как подшипники и прокладки, применяют 
графитовые прокладки, материалом для которых служит кристаллический 
природный графит. Графитовые прокладки следует 
выбирать по ГОСТ 15180–86.