O型圈設計及實物質量控制注意事項

2022-09-04 06:15:02 字數 1847 閱讀 8700

1、o型圈的密封原理

o型圈是一種可對兩個方向起密封作用的密封元件,當安裝在各種形式的安裝溝槽中,其徑向或軸向預壓縮賦予o型圈自身的初始能力,它隨著工作介質壓力的提高使其變形並增大其密封效果,如工作介質壓力降到「零」時,變形恢復到安裝的原始壓縮狀態。

o型圈一般採用質地均勻細密的橡膠製造,有極低的玻璃態溫度,自然氣候溫度下,保持良好的彈性(進入玻璃體溫度的材料稱為塑料),泊松比在大於0.45接近0.5的狀態,在高壓狀態下,橡膠彈性體可以看作表面張力極大的流體。

在密封容器中,各個方向的壓強都相等,油施加在彈性體上的壓力與安裝初始狀態的預壓力疊加後,預壓面的壓強pmax=pi預壓強+p2流體壓強》p2,隨p2增大pmax衡大於p2,保證了無洩漏。

徑向密封時(動靜分布)o型圈徑向受壓預緊,軸向靜密封o型圈平面軸向受壓預緊。

常用o型圈材料代號效能見德氏封p9,硬度、顏色、耐溫性見德氏封p6,使用要點和禁忌見德氏封p6、p7、p8。

o型圈形狀和表面缺陷的允許偏差見德氏封p12。

o型圈機械效能指標:硬度,抗拉強度,延伸率,耐低溫,低溫脆性,壓縮永久變形。

1、o型圈尺寸和材料硬度的選擇

為達到好的密封效果,所選o型圈的截面直徑d2應盡可能選大的,對於動密封,考慮尺寸公差、光潔度等,大的d2是最佳方案,對靜密封大的d2更安全,密封寬度大,防滲透效果好。

o形圈的硬度取決於工作壓力、密封面硬體間隙g(即工程間隙)、動靜密封的不同場合、所密封物體表面加工質量(粗糙度),標準情況下邵爾a70,高壓或脈衝壓力工況下材料硬度可達到邵爾a90。硬度越高,抗擠出、抗洩漏能力越強,但抗滲漏能力越差。

2、o形圈安裝後的初始壓縮量

是保證初始密封和第二階段密封功能的關鍵

靜密封 15-30% 有標準選擇圖表小d2的可達32%,大d2 15-20%

動密封(液壓) 10-18%

動密封(氣壓) 4-12%

3、拉伸和擠壓(德p15)

徑向孔密封場合,o型圈將受拉伸,允許最大拉伸量6%,每拉伸1%,截面減小0.5%。

徑向軸密封場合,o型圈將受擠壓,允許最大擠壓量3%,超過3%,o型圈將在溝槽中彎曲。

4、安裝溝槽的填滿率(德p16)

o型圈安裝溝槽矩形面積應大於o型圈截面積約25%(真空密封除外『應為100%』),以滿足o型圈與化學物質接觸熱膨脹等,安裝溝槽有足夠空間來適應,槽滿率應為70-85%之間。

5、安裝溝槽的圓角

槽口邊一律為r0.2

底角:d2<φ3、r=0.3;d2=3-4、r=0.5;

d2=4-6、r=0.6;d2=6-8、r=0.8;

d2>8、r≥1

6、安裝溝槽的表面粗糙度

密封表面的密封寬度小,是主密封面,要求粗糙度高,其餘為副密封

7、導錐

安裝徑向密封時,o型圈過稜角必須有導錐,應在15°-20°之間,軸向長度在相應安裝溝槽尺寸表中查得。

8、允許最大硬體密封間隙(即工程間隙)

動密封,當壓力超過5mpa時,推薦使用擋圈

由上表可以看出,o型圈擠出損壞與間隙和o型圈硬度有關,結合面有磕碰,不平度造成g時,邵爾a越大,抗擠出能力越強,壓力》16mpa時,邵爾a70不能使用,邵爾a90的最安全,最好採用擋圈式結構管路聯接和管接頭與機體聯接,均應注意。

(4)壓縮永久變形(斷裂延伸率)

在負載作用下橡膠不僅是彈性體,也會出現永久變形,使o型圈在溝槽中的預壓力降低,甚至瞬間缺失(粘彈性和跟隨性)造成漏油、氣。

dvr=(h0-h2)/(h0-h1)*100%

h0:壓縮前原始直徑

h1:壓縮狀態下的小徑

h2:釋放後的小徑

即不可恢復直徑減小值與壓縮量值的比值(不可恢復量與壓縮量的比值百分數)

din53517b標準中以100℃、22小時來測量。

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