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O形密封圈的密封原理
时间:2020/10/11 8:34:00 来源: 作者: 点击: 次

O形密封圈通称O型圈,是一种横截面为环形的硅胶圈。O形密封圈是液压机、气动控制阀中应用最普遍的一种密封件。O形圈有优良的密封性,既可用于静密封,也可用于反复运动密封中;不但可独立应用,并且是很多组合型密封设备中的基础构成部分。它的应用领域很宽,假如原材料挑选恰当,能够考虑各种各样健身运动标准的规定,工作中压力可从1.333×105Pa的真空泵到400MPa髙压;温度范围可从-60℃到200℃。

与其他密封形式对比,O形密封圈具备下列特性:

1)构造规格小,装拆便捷。
2)静、动密封均可应用,作为静密封时基本上沒有泄露。
3)应用散件O形密封圈,有双重密封功效。
4)动摩阻较小。

O形密封圈是一种挤压成型型密封,挤压成型型密封的基础原理是借助密封件产生弹性变形,在密封表面上导致触碰压力,触碰压力超过被密封物质的气体压力,则不产生泄露,相反则产生泄露。在用于静密封和动密封时,密封表面触碰压力造成缘故和计算方式各有不同,需各自表明。

1、用于静密封时的密封基本原理

在静密封中以O形圈运用更为普遍。假如设计方案、应用恰当,O形密封圈在静密封中能够完成无渗漏的肯定密封。

O形密封圈装进密封槽后,其横截面承担触碰缩小地应力而造成弹性变形。对表面造成一定的原始触碰压力Po。即便沒有物质压力或是压力不大,O形密封圈靠本身的弹性力功效而也可以完成密封;当容腔内充进有压力的物质后,在物质压力的功效下,O形密封圈产生偏移,调向底压侧,另外其弹性变形进一步增加,添充和封闭式空隙δ。这时,坐用于密封副耦合面的触碰压力升高为Pm:

Pm=Po Pp

式中Pp——经O形圈发送给表面的触碰压力(0.1MPa)
Pp=K·P
K——压力传送指数,针对硫化橡胶制O形密封圈K=1;
P——被密封液體的压力(0.1MPa)。

进而大大增加了密封实际效果。因为一般K≥1,因此 Pm>P。不难看出,要是O形密封圈存有原始压力,就能完成无渗漏的肯定密封。这类靠物质自身压力来更改O形密封圈触碰情况,使之完成密封的特性,称之为密封功效。

理论上,缩小形变即便为零,在油压力下也可以密封,但事实上O形密封圈安裝时很有可能会出现轴力。因此 ,O形圈装进密封管沟后,其横断面一般遭受7%—30%的缩小形变。静密封取很大的压缩系数值,动密封取较小的压缩系数值。这是由于丁苯橡胶在超低温下需要缩小,因此 静密封O形圈的预缩小量应考虑到赔偿它的超低温收拢量。

2、用于反复运动密封时的密封基本原理

在液压机旋转、气动元部件与系统软件中,往复式动密封是一种最普遍的密封规定。驱动力缸活塞杆与发动机缸体、活塞杆干涉气缸盖及其各种旋片泵上面采用反复运动密封。间隙由圆柱体杆与圆柱体孔产生,杆在圆柱体孔壁径向健身运动。密封功效限定液体的径向泄露。作为反复运动密封时,O形圈的预密封实际效果和自密封功效与静密封一样,而且因为O形圈本身的弹性,而具备损坏后全自动赔偿的工作能力。但因为液體物质密封时,因为杆健身运动速率、液體的压力、黏度的功效,状况比静密封繁杂。

当液體在压力功效下,液體分子结构与金属表层 相互之间功效,液压油中常含的“极性分子”在金属表层 上密不可分而齐整的排序,沿载荷面与密封件间产生一个坚固的附面层浮油,而且对载荷面造成巨大的粘合力。该液體塑料薄膜自始至终存有于密封件与反复运动面中间,它亦起一定的密封功效,而且对健身运动密封面的润化是十分关键的。可是对泄露而言是危害的。但反复运动的径向外拉出时,轴上的液體塑料薄膜便与轴一起拉出,因为密封件的“擦洗”功效,当反复运动的轴缩回去时,该液體塑料薄膜便被密封元器件阻留到外边。伴随着反复运动行程安排频次增加,阻留到外边的液體就越大,最终产生液滴,这就是反复运动式密封设备的泄露。因为齿轮油的黏度伴随着溫度的上升而减少,浮油薄厚相对减少,因此 液压机械在超低温下启动,健身运动刚开始时的泄露很大,伴随着健身运动全过程因其各种各样损害造成溫度上升,泄露量有慢慢减少的发展趋势。

O形圈做为往复密封,结构紧凑、规格小,关键用在:

1)底压液压件中,一般仅限于短行程安排和10MPa上下的中等水平压力。
2)小直徑、短行程安排及其中等水平压力的液压机旋片泵中。
3)气动式旋片泵和气动式缸中。
4)做为组合型往复式动密封设备中的聚氨酯弹性体。

O形圈做为往复式动密封最合适小直徑、短行程安排、低中压力的运用场所,气动式缸、气动式旋片泵等反复运动元器件中。在液压件中,用O形圈作关键动密封,一般仅限于短行程安排和10MPa上下的低中压力。O形圈不宜作为速率极低的往复式动密封和独立做为髙压往复式动密封。这关键是由于在这类标准下磨擦很大,会造成 密封太早无效。在一切形式运用中,必须依据密封件的额定值数据信息或工作能力来应用,而且要安装恰当,才可以获得令人满意的特性。

3、转动健身运动用密封

在转动健身运动密封中,一般 选用骨架密封和机械设备密封。可是骨架密封的应用压力较低,并且与O形圈对比,看起来过金刚级繁杂,工艺性能也差。机械设备密封尽管可用于髙压(40MPa)、髙速(五十米/s)及高溫(400℃),可是构造更为繁杂、巨大,并且成本增加,只适用于原油、化工厂等功效的一些重型机械设备机器设备上。

O形圈用于转动健身运动存有的关键难题是焦耳热电效应。焦耳热电效应使髙速的转动轴与O形圈的触碰处造成摩擦热,转化成的发热量使这种触碰位置的溫度持续升高,弹性体材料遇热比较严重形变,缩小量与伸展量产生变化的状况。发烫还加快密封原材料脆化,减少了 O形圈的使用期;毁坏密封浮油,从而造成断油状况,加快密封的损坏。

根据上述所说情况,近些年世界各国转动健身运动用O形圈开展了普遍深层次的科学研究。为了更好地防止出现焦耳热电效应,关键所在依据硫化橡胶的特性来恰当地挑选设计方案O形圈的构造主要参数,主要是O形圈的拉申量和压缩系数。依据试验,将转动健身运动用O形圈设计方案成內径与转动轴直徑相同或稍大点,一般大3%~5%,在安裝O形圈时,从内轴向里缩小,并将横断面的缩小量也设计方案得小一些,一般约为5%。而且,尽可能选用受发热量危害小的密封原材料,考虑到O形圈安裝处的排热难题。那样就使O形圈的工作情况大幅改进,可应用于最大转速比达2m/s的转动轴的密封。

近些年又出現了耐高温氟胶和耐磨损聚氨酯橡胶,而且对硫化橡胶元器件工作中的焦耳热电效应拥有更深层次的掌握,并对于此难题科学研究解决方法,设计方案出了新的O形圈密封构造,使O形圈可以更强的运用与髙速、髙压的转动健身运动。

O形密封圈因为其具备体型小,构造简易、低成本、使用性能好、应用领域普遍等特性,正普遍地在转动健身运动式密封设备中营销推广!

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