O型圈密封原理及(jí)設計應用
2021-08-07 11:53:20
O型圈(quān)是一(yī)種斷麵形(xíng)狀為圓形的密封元件，它廣泛用於各種機(jī)械設備中(zhōng)🍛，在(zài)一定溫度(dù)，壓力及不同的液體或氣體介質中起到密封作(zuò)用。
與(yǔ)其它密封圈相比，具有如下(xià)的(dí)優越性能：
①，密封部位結構簡單，安裝部位(wèi)緊湊(còu)，而且重量較輕。②，有自(zì)密(mì)封作用，往往隻用(yòng)一個密封件便能完成(chéng)密封效果。
③，密封性能好，用作靜密封(fēng)時(shí)幾(jī)乎沒有(yǒu)泄(xiè)漏，用作動(dòng)密封時，隻在速(sù)度較高時才(cái)有些泄漏。
④，運(yùn)動摩擦阻力很小，對於壓力交變的場合也(yě)能適應👁。
⑤，尺寸和溝槽已(yǐ)標準化(huà)，成本低，產(chǎn)品易得🧎，便於使用(yòng)和外購(gòu)。
與其它(tā)密封圈相比🦷，也存在下(xià)列(liè)三個問題🏩：
①，起動時的(dí)摩擦阻力大。
②，用作氣(qì)動裝置的密封時，必須加潤滑油🀐，防止磨損(sǔn)。
③，對偶合配件(jiàn)，如運動麵(miàn)，溝槽，間隙等的加工尺(chǐ)寸及精度要求很(hěn)嚴(yán)。
O型圈的(dí)結(jié)構設計原理(lǐ)
因為O型圈是安(ān)裝在各種(zhǒng)溝槽中使用，現將安(ān)裝溝槽情況列於(yú)表4-1-3。
壓力與(yǔ)密封(fēng)間隙
O型(xíng)圈一般是(shì)由(yóu)壓縮所產生的回彈來(lái)進行密封的(dí)，但隨(suí)著壓力的(dí)增加，其被擠(jǐ)入(rù)密封濁隙而產(chǎn)生形狀(zhuàng)變化，如圖4-1
為了使O型圈具有良(liáng)好的密封作用並延長使用壽命(mìng)，必須使O型圈的安裝溝槽(cáo)和密封(fēng)部位的(dí)間隙(xì)設計恰當，當間隙過大時O型(xíng)圈在油壓的作用下擠間(jiān)隙，造成損(sǔn)傷，從而(ér)引起泄露。當工作壓(yā)力小於9.8Mpa時一般不設計擋圈,當(dāng)壓力大於9.8Mpa時O型圈(quān)承壓麵易被擠出，應加擋(dǎng)圈;若單向受(shòu)壓，在承(chéng)壓(yā)麵設置(zhì)一個擋圈，若是雙向受壓則要設置二個擋圈👖，如圖(tú)4-2
O型圈執行標準
O型圈的硬度與溝槽最(zuì)大間隙及工作壓力關係
密封間隙的大(dà)小與壓力等級(jí)，橡膠硬度及O型圈斷麵的(dí)直徑相關情況，見(jiàn)下表：
活塞杆密封中溝(gōu)槽深度
缸孔密封時(shí)溝槽的深度
徑向密(mì)封溝槽(cáo)的深(shēn)度
一般徑向密(mì)封溝槽寬(kuān)度; 見表4-1-5
不同截麵(miàn)O型圈的(dí)軸(zhóu)向溝槽寬(kuān)度和深度(dù)
軸向密封溝(gōu)槽寬度和深度見(jiàn)表4-1-8
O型圈橡膠材料的硬度與(yǔ)工(gōng)作壓力的關係
在橡(xiàng)膠材料(liào)標準中，以硬度和壓縮永久變形兩項性能最為重要。選擇壓縮變形較小的橡膠材料對密封性能是有利的，而硬度對於O型圈耐(nài)壓和抗(kàng)擠又是至關重要(yào)的🔯。根據國標和實踐經驗，橡膠在規定溫度(dù)下的壓縮永久變形最大不超過(guò)50%。而(ér)橡膠(jiāo)的硬(yìng)度與密封工(gōng)作壓力(lì)密切相關(guān)，壓力越高，硬度也是越高;參見表4-1-11
注：旋轉運(yùn)動(dòng)工作(zuò)壓(yā)力一(yī)般不超過(guò)0.4 Mpa,硬(yìng)度選擇在(70±5)度;超出0.4 Mpa則按特殊密(mì)封裝置設計。
溝槽的光潔度要求
溝槽的光潔度，溝槽接觸表麵的粗(cū)糙度對密封效果(guǒ)和耐久性有很大影響(xiǎng)。
密封溝槽的各配合偶(ǒu)件表麵光潔度(dù)
溝(gōu)槽與壓縮(suō)量
靜密封O型圈的壓縮率，一般(bān)情況下選用15～25%(此(cǐ)數據經驗數據)，動密封如往復(fù)運動情況(kuàng)下壓縮(suō)率選用10～12%，旋轉運(yùn)動(dòng)下一般(bān)取(qǔ)3～5%的壓縮率，常用O型的(dí)圈壓縮量與溝槽尺寸(cùn)見表4-1-9
