为了提高大间隙条件下磁性液体密封的耐压能力,本文创造性地提出了一种新型的阶梯式磁性液体密封结构,采用实验和数值模拟的方法研究了发散型与聚合型阶梯式磁性液体密封的耐压机理,由此推导出发散型与聚合型阶梯式磁性液体密封的耐压理论。采用等效磁路法设计了阶梯式磁性液体密封结构,采用磁场有限元法对阶梯式磁性液体密封结构进行了优化。采用磁场有限元法研究了阶梯式磁性液体密封的泄漏位置,数值模拟了阶梯式磁性液体密封间隙内的磁场分布,得到不同径向和轴向密封间隙下发散型与聚合型阶梯式磁性液体密封的理论耐压能力。实验研究了径向密封间隙高度、轴向密封间隙宽度、磁性液体种类、磁性液体体积量以及转速对发散型与聚合型阶梯式磁性液体密封耐压能力的影响,并与发散型与聚合型阶梯式磁性液体密封的理论耐压值进行了比较和分析。结果表明,发散型与聚合型阶梯式磁性液体密封耐压能力与其理论耐压能力符合的很好；发散型与聚合型阶梯式磁性液体密封耐压能力随着磁性液体饱和磁化强度的增加而增加,随着磁性液体量的增加而增加并趋于稳定,随着转速的增加保持不变。实验研究了非阶梯式磁性液体密封的耐压能力,并将发散型和聚合型阶梯式磁性液体密封耐压能力与非阶梯式磁性液体密封耐压能力实验值进行了比较和分析。结果表明,当轴向密封间隙宽度较小时,阶梯式磁性液体密封性能显著大于非阶梯式磁性液体密封性能,但当轴向密封间隙宽度较大时,阶梯式磁性液体密封相对非阶梯式磁性液体密封的优势变得越小。