如何合理设计O型圈沟槽尺寸?
一、 O形圈是在沟槽中安装的、适度压缩的截面为O形(圆形)的密封圈。可作为油、水、空气、气体等各种各样流体的密封使用。用法有静止的与运动的两类。与其它密封圈相比,具有如下的优越性能:
①、密封部位结构简单,安装部位紧凑,而且重量较轻。
②、有自密封作用,往往只用一个密封件便能完成密封效果。
③、密封性能好,用作固定密封时几乎没有泄漏,用作运动密封时,只在速度较高时才有些泄漏。
④、运动摩擦阻力很小,对于压力交变的场合也能适应。
⑤、尺寸和沟槽已标准化,成本低,产品易得,便于使用和外购。
与其它密封圈相比,也存在下列三个问题:
①、起动时的摩擦阻力大。
②、用作气动装置的密封时,必须加润滑油,防止磨损。
③、对偶合配件,如运动面、沟槽、间隙等的加工尺寸及精度要求很严。
O形橡胶密封圈的结构设计原理
因为O形橡胶密封圈是安装在各种沟槽中使用,现将安装沟槽情况列于表4-1-3。
压力与密封间隙
O形橡胶密封圈一般是由压缩所产生的回弹来进行密封的,但随着压力的增加,其被挤入密封浊隙而产生形状变化.
为了使O形橡胶密封圈具有良好的密封作用和延长使用寿命,必须使O形橡胶密封圈的安装沟槽和密封部位的间隙设计恰当,当间隙过大时O形橡胶密封圈在油压的作用下挤间隙,造成损伤,从而引起漏损。当工作压力小于9.8Mpa时一般不设计挡圈,当压力大于9.8Mpa时O形橡胶密封圈承压面易被挤出,应加挡圈;若单向受压,在承压面设置一个挡圈,若是双向受压则要设置二个挡圈,如图4-2
O型圈执行标准
O型圈的硬度与沟槽大间隙及工作压力关系
密封间隙的大小与压力等级、橡胶硬度及O形橡胶密封圈断面的直径相关情况,见下表:
活塞杆密封中沟槽深度
缸孔密封时沟槽的深度
径向密封沟槽的深度
一般径向密封沟槽宽度; 见表4-1-5
不同截面O形橡胶密封圈轴向沟槽宽度和深度
轴向密封沟槽宽度和深度;轴向密封沟槽宽度和深度见表4-1-8
O型圈橡胶材料的硬度与工作压力的关系
在橡胶材料标准中,以硬度和压缩永久变形两项性能为主重。选择压缩变形较小的橡胶材料对密封性能是有利的,而硬度对于O形橡胶密封圈耐压和抗挤又是至关重要的。根据国内标准和实践经验,橡胶在规定温度下的压缩永久变形大不超过50%。而橡胶的硬度与密封工作压力密切相关,压力越高,硬度也是越高;参见表4-1-11
注:旋转运动工作压力一般不超过0.4 Mpa,硬度选择在(70±5)度;超出0.4 Mpa则按特殊密封装置设计。
沟槽的光洁度要求
沟槽的光洁度、沟槽接触表面的粗糙度对密封效果和耐久性有很大影响。
密封沟槽的各配合偶件表面光洁度
沟槽与压缩量
固定密封用O形橡胶密封圈的压缩率,一般情况下选用15~25%(此数据经验数据),运动密封如往复运动情况下压缩率选用10~12%,旋转运动下一般取3~5%的压缩率,常用O形橡胶密封圈压缩量与沟槽尺寸见表4-1-9
空压机油封(PTFE油封) 橡胶O型圈 PTFE O型圈 O型圈修理盒 四氟包覆O型圈 氟胶条/管/板 技术支持 O型圈沟槽设计建议 2008-11-10 O型圈在沟槽中的初始变形(挤压量)对其密封作用是必要的: 1、获得初始密封接触应力 2、补偿产品公差(在间隙配合中连接二者) 3、保证一定的摩擦力; 4、补偿永久压缩变形(损失); 5、补偿磨损。 对于不同的应用,O型圈的压缩率《压缩率=(O型圈载径-沟槽深 度)/O型圈载径*100%》通如下: 动密封应用:6%-20% 静密封应用:15%-30% 表中为我公对O型圈在静态和动态密封中的安装沟槽设计的建议,仅 供参考,客户还需以客观实问题而定。
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