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O型圈密封原理及设计应用

O型圈是种截面模样为扇形的封闭构件,它多用以所有机诫装置中,在必须摄氏度、的压力及各个的气态或气态有机溶剂中达到封闭影响。

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,用作静密封时几乎没有泄漏,用作动密封时,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型圈的结构设计原理

因为O型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型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,如图4-1


为了使O型圈具有良好的密封作用并延长使用寿命,必须使O型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型圈在油压的作用下挤间隙,造成损伤,从而引起泄露。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型圈承压面易被挤出,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型圈的硬度与沟槽最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型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型圈的轴向沟槽宽度和深度
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最为重要。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型圈耐压和抗挤又是至关重要的。根据国标和实践经验,橡胶在规定温度下的压缩永久变形最大不超过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
静密封O型圈的压缩率,一般情况下选用15~25%(此数据经验数据),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型的圈压缩量与沟槽尺寸见表4-1-9

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