O形密封圈的密封原理O形密封圈簡(jiǎn)稱(chēng)O形圈,是一種截面為圓形的橡膠圈。O形密封圈是液壓、氣動(dòng)體系中利用的一種密封件。O形圈有良好的密封性,既可用于靜密封,也可用于往回生動(dòng)密封中;不僅可單獨利用,而且是很多組合式密封裝置中的基本組成局部。它的實(shí)用范疇很寬,假如資料抉擇切當,可能滿(mǎn)意各種活動(dòng)前提的請求,工作壓力可從1.333×105Pa的真空到400MPa高壓;溫度范疇可從-60℃到200℃。
與其它密封型式比較,O形密封圈存在以下特點(diǎn): 1)結構尺寸小,裝拆便利。 2)靜、動(dòng)密封均可利用,用作靜密封時(shí)多少乎不泄漏。 3)利用單件O形密封圈,有雙向密封作用。? ? ?4)動(dòng)摩擦阻力較小。5)價(jià)格低廉。
O形密封圈是一種擠壓型密封,擠壓型密封的基本工作原理是依附密封件產(chǎn)生彈性變形,在密封接觸面上造成接觸壓力,接觸壓力大于被密封介質(zhì)的內壓,則不產(chǎn)生泄漏,反之則產(chǎn)生泄漏。在用于靜密封跟動(dòng)密封時(shí),密封接觸面接觸壓力產(chǎn)生起因跟盤(pán)算方法不盡雷同,需分辨說(shuō)明。
1、用于靜密封時(shí)的密封原理? ? ? 在靜密封中以O形圈利用為普遍。假如設計、利用正確,O形密封圈在靜密封中可能實(shí)現無(wú)泄漏的密封。? ? ? O形密封圈裝入密封槽后,其截面蒙受接觸緊縮應力而產(chǎn)生彈性變形。對接觸面產(chǎn)生一定的初始接觸壓力Po。即便不介質(zhì)壓力或者壓力很小,O形密封圈靠自身的彈性力作用而也能實(shí)現密封;當容腔內充入有壓力的介質(zhì)后,在介質(zhì)壓力的作用下,O形密封圈產(chǎn)生位移,移向低壓側,同時(shí)其彈性變形進(jìn)一步加大,填充跟封閉縫隙δ。此時(shí),坐用于密封副偶合面的接觸壓力回升為Pm:? ? ?Pm=Po Pp? ? ?式中Pp——經(jīng)O形圈傳給接觸面的接觸壓力(0.1MPa)? ? ?Pp=K〃P? ? ?K——壓力傳遞系數,對橡膠制O形密封圈K=1;? ? ?P——被密封液體的壓力(0.1MPa)。? ? ?從而大大增加了密封后果。因為個(gè)別K≥1,所以Pm>P。由此可見(jiàn),只有O形密封圈存在初始壓力,就能實(shí)現無(wú)泄漏的密封。這種靠介質(zhì)自身壓力來(lái)轉變O形密封圈接觸狀況,使之實(shí)現密封的性質(zhì),稱(chēng)為自封作用。實(shí)際上,緊縮變形即便為零,在油壓力下也能密封,但實(shí)際上O形密封圈裝置時(shí)可能會(huì )有偏心。所以,O形圈裝入密封溝槽后,其斷面個(gè)別受到7%—30%的緊縮變形。靜密封取較大的緊縮率值,動(dòng)密封取較小的緊縮率值。這是因為合成橡膠在低溫下要緊縮,所以靜密封O形圈的預緊縮量應考慮彌補它的低溫緊縮量。
2、用于往回生動(dòng)密封時(shí)的密封原理? ? ? 在液壓轉動(dòng)、氣動(dòng)元件與體系中,往復動(dòng)密封是一種常見(jiàn)的密封請求。能源缸活塞與缸體、活塞干涉缸蓋以及各類(lèi)滑閥上都用到往回生動(dòng)密封??p隙由圓柱桿與圓柱孔形成,桿在圓柱孔內軸向活動(dòng)。密封作用限度流體的軸向泄漏。用作往回生動(dòng)密封時(shí),O形圈的預密封后果跟自密封作用與靜密封一樣,并且因為O形圈自身的彈力,而存在磨損后主動(dòng)彌補的才干。但因為液體介質(zhì)密封時(shí),因為桿活動(dòng)速度、液體的壓力、粘度的作用,情況比靜密封龐雜。? ? ? 當液體在壓力作用下,液體分子與金屬名義彼此作用,油液中所含的“性分子”在金屬名義上周到而整潔的排列,沿滑移面與密封件間形成一個(gè)強固的邊界層油膜,并且對滑移面產(chǎn)生的附著(zhù)力。該液體薄膜始終存在于密封件與往回生動(dòng)面之間,它亦起一定的密封作用,并且對活動(dòng)密封面的潤滑是十分重要的。然而對泄漏來(lái)講是有害的。但往回生動(dòng)的軸向外拖出時(shí),軸上的液體薄膜便與軸一起拉出,因為密封件的“擦拭”作用,當往回生動(dòng)的軸縮回時(shí),該液體薄膜便被密封元件阻留在外面。隨著(zhù)往回生動(dòng)行程次數增多,阻留在外面的液體就越多,后形成油滴,這就是往回生動(dòng)式密封裝置的泄漏。因為液壓油的粘度隨著(zhù)溫度的升高而降落,油膜厚度相應減小,所以液壓設備在低溫下啟動(dòng)時(shí),活動(dòng)開(kāi)端時(shí)的泄漏較大,隨著(zhù)活動(dòng)進(jìn)程中因各種喪失引起溫度升高,泄漏量有逐步降落的趨勢。
O形圈作為往復式密封,結構緊湊、尺寸小,可能降落元件價(jià)格。重要用在:? ? ? 1)低壓液壓元件中,個(gè)別限于短行程跟10MPa左右的中等壓力。? ? ? 2)小直徑、短行程以及中等壓力的液壓滑閥中。? ? ? 3)氣動(dòng)滑閥跟氣動(dòng)缸中。? ? ? 4)作為組合式往復動(dòng)密封裝置中的彈性體。? ? ?O形圈作為往復動(dòng)密封適合小直徑、短行程、中低壓力的利用處合,氣動(dòng)缸、氣動(dòng)滑閥等往回生動(dòng)元件中。在液壓元件中,用O形圈作重要動(dòng)密封,個(gè)別限于短行程跟10MPa左右的中低壓力。O形圈不合實(shí)用作速度十分低的往復動(dòng)密封跟單獨作為高壓往復動(dòng)密封。這重要是因為在這種前提下摩擦較大,會(huì )導致密封過(guò)早生效。在型式利用中,都要依據密封件的額定數據或才干來(lái)利用,并且要裝配切當,才干得到滿(mǎn)意的機能。
3、旋轉活動(dòng)用密封? ? 在旋轉活動(dòng)密封中,通常采取油封跟機械密封。然而油封的利用壓力較低,而且與O形圈比較,顯得過(guò)大跟龐雜,工藝性也差。機械密封誠然可用于高壓(40MPa)、高速(50m/s)及高溫(400℃),然而結構更加龐雜、宏大,而且本錢(qián)高,只實(shí)用于石油、化工等作用的一些重型機械設備上。? ? ?O形圈用于旋轉活動(dòng)存在的重要問(wèn)題是焦耳熱效應。焦耳熱效應使高速的旋轉軸與O形圈的接觸處產(chǎn)生磨擦熱,生成的熱量使這些接觸部位的溫度一直回升,橡膠資料受熱重大變形,緊縮量與伸長(cháng)量產(chǎn)生變更的景象。發(fā)熱還加速密封資料老化,降落了? O形圈的利用壽命;破壞密封油膜,由此引起斷油景象,加速密封的磨損。? ? ?基于上述情況,近年來(lái)國內外旋轉活動(dòng)用O形圈進(jìn)行了普遍深刻的研究。為了避免呈現焦耳熱效應,要害在于依據橡膠的機能來(lái)正確地抉擇設計O形圈的結構參數,重要是O形圈的拉伸量跟緊縮率。依據實(shí)驗,將旋轉活動(dòng)用O形圈設計成內徑與旋轉軸直徑相等或稍大些,個(gè)別大3%~5%,在裝置O形圈時(shí),從內徑向里緊縮,并將斷面的緊縮量也設計得小一些,個(gè)別約為5%。并且,盡量采取受熱量影響小的密封資料,充分考慮O形圈裝置處的散熱問(wèn)題。這樣就使O形圈的工作情況大為改良,可利用于轉速達4m/s的旋轉軸的密封。