一、O型圈設計的兩個參考原則
1、壓縮率W:
通常用:W= (do-h)/do%表示,其中do表示O型圈在自由狀態(tài)下的截面直徑(mm);h表示O型圈槽底與被密封表面的距離,即壓縮后的截面高度(mm)。在選取壓縮率時,以下三個方面的因素應給以重視:(1)要有足夠的密封接觸面積 (2)摩擦力盡量小 (3)盡量避免變形。
一般靜密封壓縮率大于動密封,但其極值應小于30%。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%。動密封分為三種情況:
a.往復運動密封一般取W=10%~15%。
b.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%。
c.低摩擦運動用,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,允許的大膨脹率為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型圈,或對給定的壓縮變形率予以修正。壓縮變形的具體數(shù)值,一般情況下,各國都根據(jù)自己的使用經驗制訂出標準或給出推薦值。
2、拉伸量
O型圈在裝入密封溝槽后,一般都有一定的拉伸量。與壓縮率不同,拉伸量的大小對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安裝困難,同時也會因截面直徑do發(fā)生變化而使壓縮率降低,以致引起泄漏。拉伸量:α=(d+do)/(d1+do)式中d——軸徑(mm);d1——O形圈的內徑(mm);do——O形圈的截面直徑(mm)。
接觸寬度: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,影響壽命。變形后的寬度BO(mm)與O型圈的壓縮率W和截面直徑dO有關,可用下式計算:BO={1/(1-W)-0.6W}dO (W取10%~40%);O型圈與軸的接觸面寬度b(mm)也取決于W和dO:b=( 4W2+0.34W+0.31)dO ( W取10%~40%)。對摩擦力限制較高的密封,如氣動密封、液壓伺服控制元件密封,可據(jù)此估算摩擦力。
二、氣動液壓O型圈密封件密封方式
1、動密封與靜密封
密封偶合面間顯著的區(qū)別是有無相對運動,靜密封的密封偶合面間沒有相對運動,動密封的密封偶合面有相對運動。這兩種不同密封工作狀態(tài),對O型圈密封件的要求有許多區(qū)別。動密封除了要承受介質壓力外,還必須耐受相對運動引起的摩擦、磨損;既要保證一定的密封,又要滿足運動性能的各項要求。
靜密封有可以分為:平面密封(軸向密封)和圓柱密封(徑向密封),泄漏間隙分別是軸向間隙和徑向間隙;平面密封,根據(jù)介質壓力作用于密封圈的內徑還是外徑,又有受內壓與受外壓(外流式和內流式)之分,介質分別從內項外或從外項內泄漏。