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O 形密封圈截面直徑的壓縮率
來源: 深圳市美福橡膠制品有限公司 發表時間:2020-02-08 13:58:00 閱讀:

O 形圈截面直徑的壓縮率和拉伸是密封設計的主要內容,對密封性能和使用壽命有重要意義。O 形圈一般安裝在密封溝槽內起密封作用。橡膠O形密封圈良好的密封效果很大程度上取決于O 形圈尺寸與溝槽尺寸的正確匹配,形成合理的密封圈壓縮量與拉伸量。

1)壓縮率

壓縮率W通常用下式表示:

W= (d0-h)/do%

式中  d0——O形圈在自由狀態下的截面直徑(mm)

h——  O形圈槽底與被密封表面的距離,即O形圈壓縮后的截面高度(mm)。

在選取O形圈的壓縮率時,應從如下三個方面考慮:


  • 要有足夠的密封接觸面積
  • 摩擦力盡量小
  • 盡量避免永久變形。


從以上這些因素不難發現,它們相互之間存在著矛盾。壓縮率大就可獲得大的接觸壓力,但是過大的壓縮率無疑會增大滑動摩擦力和永久變形。而壓縮率過小則可能由于密封溝槽的同軸度誤差和O 形圈誤差不符合要求,消失部分壓縮量而引起泄漏。因此,在選擇O 形圈的壓縮率時,要權衡個方面的因素。一般靜密封壓縮率大于動密封,但其極值應小于25%,否則壓縮應力明顯松弛,將產生過大的永久變形,在高溫工況中尤為嚴重。

O  形圈密封壓縮率W 的選擇應考慮使用條件,靜密封或動密封;靜密封又可分為徑向密封與軸向密封;徑向密封(或稱圓柱靜密封)的泄漏間隙是徑向間隙,軸向密封(或稱平面靜密封)的泄漏間隙是軸向間隙。軸向密封根據壓力介質作用于O 形圈的內徑還是外徑又分受內壓和外壓兩種情況,內壓增加的拉伸,外壓降低O 形圈的初始拉伸。上述不同形式的靜密封,密封介質對O 形圈的作用力方向是不同的,所以預壓力設計也不同。對于動密封則要區分是往復運動還是旋轉運動密封。

1、 靜密封:圓柱靜密封裝置和往復運動式密封裝置一樣,一般取

W=10%~15%;平面密封裝置取W=15%~30% 。

2 、對于動密封而言,可以分為三種情況:

往復運動密封一般取W=10%~15% 。

旋轉運動密封在選取壓縮率時必須要考慮焦耳熱效應,一般來說,旋轉運動用 O 形圈的內徑要比軸徑大3%~5%,外徑的壓縮率W=3%~8% 。

低摩擦運動用O 形圈,為了減小摩擦阻力,一般均選取較小的壓縮率,即 W=5%~8% 。 此外,還要考慮到介質和溫度引起的橡膠材料膨脹。通常在給定的壓縮變形之外,允許的不超過膨脹率為 15%,超過這一范圍說明材料選用不合適,應改用其他材料的O 形圈,或對給定的壓縮變形率予以修正。壓縮變形的具體數值,一般情況下,各國都根據自己的使用經驗制訂出標準或給出推薦值。

2)拉伸量

O 形圈在裝入密封溝槽后,一般都有一定的拉伸量。與壓縮率不一樣,拉伸量的大小對O 形圈的密封性能和使用壽命也有很大的影響。拉伸量大不但會導致O 形圈安裝困難,同時也會因截面直徑do 發生變化而使壓縮率降低,以致引起泄漏。拉伸量α可用下式表示:

α=(d+do)/d1+do

式中 d—— 軸徑(mm );

d1—— O形圈的拉伸量。

3)接觸寬度

O 形圈裝入密封溝槽后,其橫截面產生壓縮變形。變形后的寬度及其與軸的接觸寬度都和O 形圈的密封性能和使用壽命有關,其值過小會使密封性受到影響;過大則增加摩擦,產生摩擦熱,影響O 形圈的壽命。

O形圈變形后的寬度BOmm )與O形圈的壓縮率W和截面直徑dO有關,可用下式計算

BO={1/(1-W)-0.6W}dOW 10%~40%

O形圈與軸的接觸面寬度bmm )也取決于WdO

b=( 4W2+0.34W+0.31)dO ( W取 10%~40%)

對摩擦力限制較高的O 形圈密封,如氣動密封、液壓伺服控制元件密封,可據此估算摩擦力。

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